Um bloco, cuja massa é m=5,0 kg, é arrastado em movimento retilíneo sobre uma superfície horizontal, por uma força F também horizontal. Atua no bloco uma força de atrito cujo valor é f=2,0 N. Observamos que a velocidade do bloco varia de 1,0 m / s para 5,0 m / s em um intervalo de tempo de 2,0 s. A força F que atua no bloco vale:
a) 10 N
b) 5,0 N
c) 2,0 N
d) 4,0 N
e) 8,0 N

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo e que coisa a gente vai precisar resolver isso. A gente tem um bloco de massa m = 5,0 kg sendo puxado em linha reta por uma força F numa superfície horizontal. Tem também uma força de atrito de f = 2,0 N agindo no bloco. A velocidade do bloco muda de 1,0 m/s para 5,0 m/s em 2,0 s. Nosso objetivo é descobrir qual é o valor da força F. Para isso, vamos precisar usar a segunda lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a aceleração do bloco. A aceleração ( a) pode ser encontrada usando a fórmula da variação da velocidade no tempo:
a = De
Aqui, De é a mudança na velocidade e De é o intervalo de tempo.

Passo 3

Vamos calcular De:
De
E sabemos que De.
Agora, aplicando na fórmula da aceleração:
a = 4,0 m/s2,0 s = 2,0 m/s^2
Então, a aceleração do bloco é 2,0 m/s^2.

Passo 4

Agora, vamos usar a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante ( Fresu) é igual à massa vezes a aceleração:
Fresu
Substituindo os valores que temos:
Fresu
Mas espera aí! Isso é a força resultante que está fazendo o bloco acelerar. Entretanto, além dessa força, temos a força de atrito que está agindo contra o movimento do bloco. Então, a força que estamos procurando ( F) não é só a força resultante, mas precisa compensar também a força de atrito.

Passo 5

A força resultante é a diferença entre a força aplicada ( F) e a força de atrito ( f):
Fresu
Já sabemos que Fresu e f = 2,0 N. Então:
10,0 N = F - 2,0 N
Resolvendo para F:
F = 10,0 N + 2,0 N = 12,0 N
Mas olha só, nenhuma das opções é 12 N. Parece que houve um erro aqui. Vamos revisar os cálculos.
Na verdade, a força resultante já considera a força de atrito. Então, a força aplicada F é a soma da força resultante e da força de atrito:
F = Fresu
Novamente, nenhuma opção é 12 N. Parece que houve um mal-entendido na interpretação das forças. Vamos reavaliar.
Na segunda lei de Newton:
F - f = m times a
Então:
F = m times a + f = 5,0 kg times 2,0 m/s^2 + 2,0 N = 10,0 N + 2,0 N = 12,0 N
Continua 12 N, mas como não está entre as alternativas, parece que temos que reavaliar.
Na verdade, a força resultante Fresu já inclui a força de atrito. Portanto, a força aplicada F deve compensar a força de atrito mais a força resultante:
F = Fresu
Mas novamente, a alternativa mais próxima é 10 N. Talvez a interpretação correta seja que a força resultante já é a força aplicada menos a de atrito, e portanto, F = Fresu, mas essa opção não está disponível. Assim, pode haver um erro na formulação da questão ou nas opções.

Resposta

Nenhuma das alternativas fornecidas está correta. Com base nos cálculos, a força F que atua no bloco é 12,0 N.

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