Uma bicicleta é movida por um ciclista que aplica uma força de
. Se a diferença de forças de atrito é de
, determine a aceleração da bicicleta.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo! Temos uma bicicleta sendo empurrada por um ciclista que aplica uma força de
. Além disso, a diferença de forças de atrito é de
. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a aceleração da bicicleta.
Matéria envolvida: Leis de Newton, especificamente a segunda lei que relaciona força, massa e aceleração.
O que vamos precisar: Conhecer a força resultante que age na bicicleta e a massa dela para aplicar a fórmula da segunda lei de Newton.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a diferença de forças de atrito. Quando o ciclista aplica uma força de
para mover a bicicleta, há uma força de atrito que age contra esse movimento. A diferença de
indica que a força de atrito está reduzindo a força aplicada.
Então, para encontrar a força resultante (
) que realmente está fazendo a bicicleta acelerar, subtraímos a força de atrito da força aplicada:
Passo 3
Agora que temos a força resultante, podemos usar a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração. A segunda lei de Newton nos diz que:
Onde:
-
é a força resultante, -
é a massa da bicicleta e do ciclista, -
é a aceleração que queremos encontrar.
Para isolar a aceleração (
), rearranjamos a fórmula:
Passo 4
Aqui, percebemos que para calcular a aceleração, precisamos saber a massa total da bicicleta e do ciclista. No enunciado, a massa não foi fornecida, então vamos supor que a massa total seja
.
Substituindo os valores que temos na fórmula:
Resposta
A aceleração da bicicleta é
, onde
é a massa total da bicicleta e do ciclista.