Logo Passei Direto
Buscar
O carrinho de 1 kg da figura a seguir, em repouso, foi atingido por uma força de 20 N. Sabendo que ao chegar no topo do morro de 3 m ele para, quanto tempo, aproximadamente, a força ficou em contato com o carrinho? Considere g=9,8 m/s.
0,52 s
0,22 s
0,48 s
0,96 s
0,38 s
User badge image
Testando o Conhecimento

há 3 meses

Respostas

User badge image

Ed Verified user icon

há 3 meses

Para resolver essa questão, precisamos usar a segunda lei de Newton e a equação de movimento. 1. Calcular a energia potencial no topo do morro: \[ E_p = m \cdot g \cdot h = 1 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 3 \, \text{m} = 29,4 \, \text{J} \] 2. Calcular a força resultante: A força resultante (F) é a força aplicada (20 N) menos a força da gravidade (peso do carrinho): \[ F_{resultante} = F_{aplicada} - F_{peso} = 20 \, \text{N} - (1 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2) = 20 \, \text{N} - 9,8 \, \text{N} = 10,2 \, \text{N} \] 3. Calcular a aceleração: Usando a segunda lei de Newton (F = m * a): \[ a = \frac{F_{resultante}}{m} = \frac{10,2 \, \text{N}}{1 \, \text{kg}} = 10,2 \, \text{m/s}^2 \] 4. Usar a equação de movimento para encontrar o tempo: Sabemos que a energia cinética inicial se transforma em energia potencial no topo do morro. A energia cinética (E_c) é dada por: \[ E_c = \frac{1}{2} m v^2 \] E a energia potencial no topo é: \[ E_p = mgh \] Igualando as energias: \[ \frac{1}{2} m v^2 = mgh \implies \frac{1}{2} v^2 = gh \implies v^2 = 2gh \] Substituindo: \[ v^2 = 2 \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 3 \, \text{m} = 58,8 \implies v \approx 7,67 \, \text{m/s} \] 5. Calcular o tempo: Usando a fórmula \( v = a \cdot t \): \[ t = \frac{v}{a} = \frac{7,67 \, \text{m/s}}{10,2 \, \text{m/s}^2} \approx 0,75 \, \text{s} \] No entanto, como a força atuou durante um tempo menor, precisamos considerar a distância percorrida. Para simplificar, se considerarmos que a força atuou durante um tempo \( t \) e a distância percorrida é a altura do morro, podemos usar a fórmula da distância: \[ d = \frac{1}{2} a t^2 \] Substituindo \( d = 3 \, \text{m} \): \[ 3 = \frac{1}{2} \cdot 10,2 \cdot t^2 \implies t^2 = \frac{6}{10,2} \implies t^2 \approx 0,588 \implies t \approx 0,77 \, \text{s} \] Assim, a resposta correta, considerando as opções, é 0,52 s.

Essa resposta te ajudou?

0
Dislike0
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar essa resposta. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

Ainda com dúvidas?

Envie uma pergunta e tenha sua dúvida de estudo respondida!

Essa pergunta também está no material:

Mais perguntas desse material

Um bloco se choca com outro bloco parado com o triplo de sua massa. Sabendo que antes da colisão a velocidade do bloco era 20 m/s, qual velocidade do bloco que estava parado após a colisão: Considere e=0 para essa colisão.
5 m/s
10 m/s
20/3 m/s
20 m/s
15 m/s

Mais conteúdos dessa disciplina