Um corpo com massa de 5 kg é lançado sobre um plano horizontal liso, com velocidade de 40 m / s. Determine o módulo da intensidade da força que deve ser aplicada sobre o corpo contra o sentido do movimento, para pará-lo em 20 s .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de física! A gente tem um corpo de 5 kg sendo lançado numa superfície horizontal sem atrito com uma velocidade de . A tarefa é descobrir qual força precisa ser aplicada na direção oposta ao movimento para parar o corpo em 20 segundos. Vamos usar conceitos de cinemática e leis de Newton para achar a resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que a gente precisa achar. Queremos descobrir a força que vai desacelerar o corpo até parar. Para isso, precisamos calcular a aceleração necessária para reduzir a velocidade de até em 20 segundos.

Passo 3

Vamos usar a fórmula da aceleração que relaciona a velocidade inicial ( a = v - v0t ), a velocidade final ( ) e o tempo ( ):
Aqui:
  • (velocidade inicial)
  • (velocidade final)
  • (tempo)

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula:
a = 0 - 4020 = -4020 = -2 , m/s^2
O sinal negativo indica que a aceleração está na direção oposta ao movimento, ou seja, é uma desaceleração.

Passo 5

Agora que temos a aceleração, vamos usar a segunda lei de Newton para encontrar a força ( F = m cdot a ):
Aqui:
  • (massa do corpo)
  • (aceleração)

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:
F = 5 cdot (-2) = -10 , N
Mais uma vez, o sinal negativo mostra que a força está na direção oposta ao movimento.

Resposta

A intensidade da força que deve ser aplicada é de 10 N na direção contrária ao movimento.

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