Um carro de massa 1000 kg está se movendo em uma estrada retilínea com velocidade constante de 20 m/s. Em determinado momento o motorista decide frear bruscamente aplicando uma força cuja magnitude é de 5000 N. A distância percorrida em metros pelo carro do início da frenagem até parar completamente vale:
A)4,0
B)40
C)100
D)2,0
A)4,0
B)40
C)100
D)2,0
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um carro que pesa 1000 kg e está se movendo numa estrada em linha reta a uma velocidade constante de 20 m/s. De repente, o motorista decide frear fortemente, aplicando uma força de 5000 N. Precisamos descobrir qual é a distância que o carro percorre desde o início da frenagem até parar completamente. Vamos precisar usar conceitos de Dinâmica, especificamente a Segunda Lei de Newton, e algumas equações de cinemática para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo. O carro está se movendo com uma velocidade inicial $ v_0 $ de 20 m/s e, ao frear, uma força $ F $ de 5000 N é aplicada na direção oposta ao movimento, fazendo com que o carro desacelere até parar.
Passo 3
Vamos usar a Segunda Lei de Newton, que diz que a força resultante $ F $ é igual à massa $ m $ multiplicada pela aceleração $ a $:
Aqui, queremos encontrar a aceleração, então rearranjamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Como a força está na direção oposta ao movimento, a aceleração será negativa:
Passo 4
Agora, vamos usar uma das equações de cinemática que relaciona a velocidade final $ v $, a velocidade inicial $ v_0 $, a aceleração $ a $ e a distância $ s $:
Queremos encontrar a distância $ s $ quando o carro para completamente, então $ v = 0 $. Substituindo os valores:
Passo 5
Agora, vamos resolver para $ s $:
Resposta
A distância percorrida pelo carro é de 40 metros, opção B.