Quais as equações de movimento quando a força resultante aplicada a uma partícula é constante?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é uma pergunta sobre as equações de movimento quando a força resultante que está agindo em uma partícula é constante. Isso faz parte da matéria de mecânica clássica, especificamente na área de cinemática e dinâmica. Para resolver isso, vamos precisar usar a segunda lei de Newton e as equações de movimento uniformemente acelerado.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da segunda lei de Newton, que diz que a força resultante ( ) aplicada a uma partícula é igual ao produto da massa ( ) dela pela sua aceleração ( ):
Como a força é constante, a aceleração também será constante.

Passo 3

Com a aceleração constante, podemos usar as equações de movimento uniformemente acelerado para descrever como a velocidade e a posição da partícula mudam ao longo do tempo. Essas equações são muito úteis para prever o comportamento do objeto sob força constante.

Passo 4

A primeira equação relaciona a velocidade final ( ) com a velocidade inicial ( ), aceleração ( ) e tempo ( ):
Isso significa que a velocidade aumenta de forma linear com o tempo quando a aceleração é constante.

Passo 5

A segunda equação relaciona a posição final ( ) com a posição inicial ( ), velocidade inicial ( ), tempo ( ) e aceleração ( ):
Aqui, a posição muda de acordo com a velocidade inicial e a aceleração ao longo do tempo.

Passo 6

A terceira equação relaciona a velocidade final ( ) com a velocidade inicial ( ), aceleração ( ) e a variação de posição ( ):
Essa equação é útil quando você não tem o tempo como uma variável conhecida.

Resposta

Quando a força resultante aplicada a uma partícula é constante, as equações de movimento são:

Exercícios relacionados

Como a segunda lei de Newton é interpretada como as equações de movimento para uma partícula?
Como medir massa de uma partícula na Terra e no espaço fora da Terra?
Um trem de metrô parte do repouso de uma estação e acelera a razão de até a metade da distância que o separa da estação mais próxima. Em seguida freia, na mesma razão, até parar na outra estação. Se as estações estão separadas por 800 m , determine: a) O tempo gasto no trajeto entre as estações. b) A velocidade máxima do trem c).A velocidade média do trem no percurso entre as estações.
No momento em que um sinal de tráfego acende a luz verde, um automóvel parte com uma aceleração constante de . No mesmo instante um ônibus, deslocando-se com velocidade constante de ultrapassa o carro. A que distancia do seu ponto de partida o automóvel ultrapassará o ônibus? Calcule a velocidade do automóvel neste instante.