Um corpo de massa a 2,0kg move-se sobre um piso horizontal e sem atrito com velocidade inicial de 36km/h quando submetido a uma força de 4,on durante um intervalo de tempo de 3s. Determine:
a) A velocidade do corpo
b) A velocidade do corpo ao final dos 3,0s
c) O espaço percorrido pelo corpo ao final dos 3,0s
a) A velocidade do corpo
b) A velocidade do corpo ao final dos 3,0s
c) O espaço percorrido pelo corpo ao final dos 3,0s
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um corpo com massa de 2,0 kg que está se movendo sobre um piso horizontal e sem atrito, com uma velocidade inicial de 36 km/h. Esse corpo é submetido a uma força de 40 N (aqui, acredito que houve um erro de digitação e deve ser 40 N) durante um intervalo de tempo de 3 segundos. Vamos precisar usar conceitos de dinâmica, especificamente a segunda lei de Newton, para resolver os itens a), b) e c).
Passo 2
Primeiro, precisamos converter a velocidade inicial de 36 km/h para metros por segundo (m/s), porque a unidade padrão do Sistema Internacional para velocidade é m/s. A conversão é feita multiplicando por
:
Passo 3
Agora, vamos aplicar a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante sobre um objeto é igual à sua massa multiplicada pela aceleração:
Queremos encontrar a aceleração $ a $, então rearranjamos a fórmula:
Passo 4
Para encontrar a velocidade do corpo ao final dos 3 segundos, usamos a equação do movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA):
Onde:
- $ v_0 $ é a velocidade inicial,
- $ a $ é a aceleração,
- $ t $ é o tempo.
Substituindo os valores:
Passo 5
Para calcular o espaço percorrido pelo corpo durante os 3 segundos, usamos a equação do deslocamento no MRUA:
Substituindo os valores:
Resposta
a) A aceleração do corpo é 20 m/s².
b) A velocidade do corpo ao final dos 3,0 segundos é 70 m/s.
c) O espaço percorrido pelo corpo ao final dos 3,0 segundos é 120 metros.