Um carro de 800 kg andando a
, freia bruscamente e pára em 5,0s.
a) Qual é a aceleração do carro?
b) Qual o valor da força de atrito que atua sobre o carro?
a) Qual é a aceleração do carro?
b) Qual o valor da força de atrito que atua sobre o carro?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Temos um carro de 800 kg que está andando a 108 km/h e freia bruscamente até parar em 5,0 segundos. Vamos precisar usar conceitos de cinemática para calcular a aceleração e a segunda lei de Newton para descobrir a força de atrito. Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade do carro de quilômetros por hora para metros por segundo, porque as unidades do Sistema Internacional são mais fáceis de trabalhar aqui. A fórmula para converter é:
Então,
Passo 3
Agora, vamos calcular a aceleração. Sabemos que a aceleração é a mudança na velocidade dividida pelo tempo. Como o carro para, a velocidade final é 0. A fórmula é:
Onde:
- $ v_f = 0 , \mathrm{m/s} $ (velocidade final)
- $ v_i = 30 , \mathrm{m/s} $ (velocidade inicial)
- $ t = 5,0 , \mathrm{s} $ (tempo)
Substituindo os valores:
A aceleração é negativa porque o carro está desacelerando.
Passo 4
Agora, vamos encontrar a força de atrito que atua sobre o carro. Para isso, usamos a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante ($ F
m
a $):
Sabemos que:
- $ m = 800 , \mathrm{kg} $
- $ a = -6 , \mathrm{m/s^2} $
Substituindo os valores:
A força de atrito é negativa, indicando que ela atua na direção oposta ao movimento do carro.
Resposta
a) A aceleração do carro é de
.
b) A força de atrito que atua sobre o carro é de
(oposta ao movimento).