Um atleta controla sua corrida de
. Se muda sua velocidade para
por mais
. Determine a força de atrito que atua a partir do momento de mudança de velocidade.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. Temos um atleta que está correndo a 10 km/h e decide aumentar a velocidade para 15 km/h ao longo de 10 metros. A pergunta é: qual é a força de atrito que atua a partir do momento que ele começa a mudar a velocidade?
Aqui, vamos usar conceitos de cinemática para encontrar a aceleração e, depois, aplicar a segunda lei de Newton para descobrir a força de atrito. Precisaremos das fórmulas de conversão de unidades, equações de movimento e a relação entre força, massa e aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as velocidades de km/h para m/s para facilitar os cálculos, já que o deslocamento está em metros.
A fórmula para converter km/h para m/s é:
Então:
Passo 3
Agora, vamos usar a equação de movimento que relaciona velocidade inicial, velocidade final, aceleração e deslocamento:
Onde:
-
é a velocidade final -
é a velocidade inicial -
é a aceleração -
é o deslocamento
Queremos encontrar a aceleração
, então vamos rearranjar a fórmula:
Passo 4
Substituindo os valores que temos:
Calculando as potências:
Passo 5
Agora que temos a aceleração, podemos usar a segunda lei de Newton para encontrar a força de atrito. A fórmula é:
Onde:
-
é a força -
é a massa do atleta -
é a aceleração
Como a massa do atleta não foi fornecida no enunciado, a força de atrito será expressa em termos da massa
.
Resposta
A força de atrito que atua é:
Onde
é a massa do atleta em kg.
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Desde a altura de
, um corpo é lançado para baixo com uma velocidade de
. Determine a altura máxima que atinge.
Um carro que viaja a
faz uma curva com um raio de
. Determine a aceleração centrípeta.
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com a horizontal, determine sua altura máxima.
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. Determine a velocidade ao atingir o solo e o tempo total da queda.