Um corpo com massa de 5 kg é lançado sobre um plano horizontal liso, com velocidade de
. 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 velocidade final (
) e o tempo (
):
Aqui:
-
(velocidade inicial) -
(velocidade final) -
(tempo)
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
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 (
):
Aqui:
-
(massa do corpo) -
(aceleração)
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula:
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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, onde
e
.
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