Uma caixa, de massa 80kg, é puxada sobre uma superfície horizontal, por uma força horizontal de módulo 400N. O coeficiente de atrito entre a caixa e a superfície é 0,25, e adota-se g=10m/s². Num intervalo de tempo de 3,0s, a variação da velocidade da caixa, em m/s, tem intensidade de:
a) 2,5
b) 5,0
c) 7,5
d) 10
e) 15
a) 2,5
b) 5,0
c) 7,5
d) 10
e) 15
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma caixa de 80 kg sendo puxada por uma força horizontal de 400 N sobre uma superfície. O coeficiente de atrito entre a caixa e a superfície é 0,25, e consideramos que a aceleração da gravidade g = 10 m/s². Queremos descobrir qual é a variação da velocidade da caixa após 3,0 segundos. Para resolver isso, vamos usar conceitos de Força, Atrito e Aceleração da física.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as forças atuando na caixa. Temos a força aplicada de 400 N puxando a caixa para frente. Mas, como a caixa está se movendo sobre uma superfície, há uma força de atrito que vai contra o movimento. Essa força de atrito depende do coeficiente de atrito (μ) e da força normal (N), que, em uma superfície horizontal, é igual ao peso da caixa.
Passo 3
Calculando a força normal (N):
Passo 4
Agora, calculamos a força de atrito (f):
Passo 5
A força resultante (F_{res}) que realmente está acelerando a caixa é a força aplicada menos a força de atrito:
Passo 6
Usando a segunda lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração (F = m \times a), podemos encontrar a aceleração (a) da caixa:
Passo 7
Agora, para encontrar a variação da velocidade (Δv) em um intervalo de tempo (t), usamos a fórmula:
Resposta
A variação da velocidade da caixa é de 7,5 m/s. Portanto, a alternativa correta é a c) 7,5.