(Força, Aceleração, Movimento) Um carro acelera uniformemente de 0 a . Um passageiro de fica sujeito a uma força horizontal de 400 N. Quanto tempo é gasto para o carro atingir os ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um carro que está acelerando de 0 a de forma uniforme. Um passageiro com massa de está sob a ação de uma força horizontal de . Precisamos descobrir quanto tempo o carro leva para atingir essa velocidade de . Vamos usar conceitos de força, massa e aceleração para chegar na resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a segunda lei de Newton, que diz que a força ( ) aplicada em um objeto é igual à massa ( ) do objeto multiplicada pela aceleração ( ) que ele recebe. A fórmula é:

Passo 3

Queremos descobrir a aceleração do passageiro. Para isso, rearranjamos a fórmula para encontrar :
Substituindo os valores que temos:

Passo 4

Agora que sabemos a aceleração, vamos usar a fórmula da velocidade final para movimento com aceleração constante. A fórmula é:
Queremos encontrar o tempo ( ) que o carro leva para atingir a velocidade de . Vamos rearranjar a fórmula para resolver :

Passo 5

Substituindo os valores que temos:

Resposta

O carro leva aproximadamente 4,2 segundos para atingir a velocidade de .

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