Um automóvel, com uma massa de 1200 kg, tem uma velocidade de 72 km/h quando os freios são acionados, provocando uma desaceleração constante e fazendo com que o carro pare em 10s. A força aplicada ao carro pelos freios vale, em newtons: a) 3600 b) 2400 c) 1800 d) 900

Passo 1

Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um carro de 1200 kg que está se movendo a 72 km/h. Quando os freios são acionados, o carro desacelera de forma constante e para completamente em 10 segundos. Precisamos descobrir qual é a força aplicada pelos freios nesse processo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática (que estuda o movimento) e a Segunda Lei de Newton (que relaciona força, massa e aceleração).

Passo 2

Primeiro, vamos converter a velocidade do carro de quilômetros por hora (km/h) para metros por segundo (m/s), porque as unidades de força no Sistema Internacional (Newtons) utilizam metros e segundos. A conversão é feita assim:
1 , km/h = 1000 , m3600 , s approx 0,2778 , m/s
Então,
72 , km/h times 0,2778 , m/skm/h = 20 , m/s
Agora sabemos que a velocidade inicial do carro é 20 m/s.

Passo 3

Sabemos que o carro para em 10 segundos a partir de uma velocidade inicial de 20 m/s. Vamos calcular a aceleração (que, nesse caso, será uma desaceleração) usando a fórmula da aceleração média:
a = De
Onde:
  • De é a variação da velocidade
  • De é o intervalo de tempo

Passo 4

A variação da velocidade ( De) é a velocidade final menos a inicial. Como o carro para, a velocidade final é 0 m/s. Então:
De
O tempo ( De) é 10 segundos. Portanto,
a = -20 , m/s10 , s = -2 , m/s^2
A desaceleração é de -2 m/s². O sinal negativo indica que a aceleração está na direção oposta ao movimento.

Passo 5

Agora, vamos aplicar a Segunda Lei de Newton, que diz que a força resultante ( F) é igual à massa ( m) multiplicada pela aceleração ( a):
F = m times a
Sabemos a massa do carro (1200 kg) e a desaceleração que calculamos (-2 m/s²).

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:
F = 1200 , kg times (-2 , m/s^2) = -2400 , N
O sinal negativo indica que a força está na direção oposta ao movimento, ou seja, é uma força de frenagem.

Resposta

A força aplicada pelos freios no carro é de 2400 N. A opção correta é a alternativa b) 2400.

Exercícios relacionados