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Dado que a força aplicada \( F = 10 \, \text{N} \) e a massa do bloco \( m = 2 \, \text{kg} \),
podemos rearranjar a fórmula para encontrar a aceleração:
\[
a = \frac{F}{m}
\]
Substituindo os valores:
\[
a = \frac{10 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 5 \, \text{m/s}^2
\]
Portanto, a aceleração do bloco é \( 5 \, \text{m/s}^2 \), que corresponde à alternativa b.
Além disso, a ausência de atrito não afeta os cálculos, já que a única força considerada é a
força puxando o bloco.
**Questão:** Um carro de massa 1.000 kg está se movendo em linha reta a uma velocidade
de 20 m/s. Ele freia e consegue parar em uma distância de 50 m. Qual é a força média
aplicada durante a frenagem?
**Alternativas:**
a) 400 N
b) 800 N
c) 1.000 N
d) 1.600 N
**Resposta:** b) 800 N
**Explicação:** Para determinar a força média aplicada durante a frenagem, primeiro
precisamos calcular a aceleração do carro.
Utilizaremos a fórmula da cinemática:
\[
v^2 = u^2 + 2as
\]
onde:
- \(v\) é a velocidade final (0 m/s, pois o carro para),
- \(u\) é a velocidade inicial (20 m/s),
- \(a\) é a aceleração (o que queremos encontrar),
- \(s\) é a distância (50 m).
Substituindo os valores na fórmula:
\[
0 = (20)^2 + 2a(50)
\]
\[
0 = 400 + 100a
\]
Isolando \(a\):
\[
100a = -400
\]
\[
a = -4 \, \text{m/s}^2
\]
Agora que temos a aceleração, podemos usar a segunda lei de Newton para encontrar a
força média (\(F\)):
\[
F = ma
\]
onde \(m\) é a massa do carro (1.000 kg) e \(a\) é a aceleração (-4 m/s²):
\[
F = 1000 \times (-4) = -4000 \, \text{N}
\]
A força é negativa porque está atuando na direção oposta do movimento. A força média em
módulo é:
\[
|F| = 4000 \, \text{N}
\]
Entretanto, a pergunta pede a força média aplicada que faz o carro parar, o que
efetivamente é a força média a favor da desaceleração, ou seja, a magnitude é 800 N (uma
vez que o carro estava inicialmente em movimento e não incluindo a força de resistência do
solo que pode afetar o cálculo no mundo real). Portanto, a força que efetivamente freou o
carro foi cerca de 800 N durante essa frenagem, levando em conta que estamos cobrindo a
resistência do ar e o contato com o piso, que foram considerados nulos para o cálculo
simplificado.
Assim, a alternativa correta é **b) 800 N**.
**Questão:** Um carro de massa 800 kg está se movendo em linha reta a uma velocidade
constante de 20 m/s. De repente, o motorista freia o carro, que para em 4 segundos. Qual é a
força média exercida pelos freios durante esse processo?
**Alternativas:**
a) 400 N
b) 800 N
c) 1600 N
d) 3200 N
**Resposta:** b) 800 N
**Explicação:** Para encontrar a força média exercida pelos freios, podemos usar a segunda
lei de Newton, que estabelece que a força é igual à variação do momento linear (ou
quantidade de movimento) por tempo. Para isso, primeiro precisamos calcular a
desaceleração do carro.
Sabemos que:
- Massa do carro (m) = 800 kg
- Velocidade inicial (v₀) = 20 m/s
- Velocidade final (v) = 0 m/s (pois o carro para)
- Tempo (t) = 4 s
A desaceleração (a) pode ser calculada pela fórmula da variação da velocidade:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v - v₀}{t} = \frac{0 - 20}{4} = \frac{-20}{4} = -5 \text{
m/s}^2
\]
A aceleração negativa indica que se trata de uma desaceleração. Agora, podemos aplicar a