A força sobre um objeto de 10 kg aumenta uniformemente de zero até 50 N em
. Qual é a velocidade final do objeto se ele estava inicialmente em repouso?
Resp.:
.
Resp.:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema onde uma força aumenta de 0 até 50 N em 4 segundos, atuando sobre um objeto de 10 kg que começa parado. O que precisamos encontrar é a velocidade final desse objeto. Para resolver isso, vamos usar conceitos de força, massa, aceleração e velocidade.
Passo 2
Primeiro, vamos entender como a força está agindo. A força aumenta de forma uniforme, ou seja, de 0 N até 50 N em 4 segundos. Para facilitar, vamos achar a força média durante esse período. A força média (F_avg) é a média entre a força inicial e a final.
Passo 3
Com a força média, podemos calcular a aceleração do objeto usando a segunda lei de Newton, que diz que força é igual a massa vezes aceleração (F = m·a). Vamos rearranjar para encontrar a aceleração (a):
Passo 4
Agora que temos a aceleração, podemos encontrar a velocidade final do objeto. Como o objeto parte do repouso, a velocidade final (v) é igual à aceleração multiplicada pelo tempo (t):
Resposta
A velocidade final do objeto é de
.
Exercícios relacionados
O vetor
é paralelo ao semieixo y negativo e o vetor
é paralelo ao semieixo x positivo. Determine o módulo de
.
Um perito em caratê quebra uma tábua de pinho de
de espessura, com um golpe rápido de mão. Uma fotografia estroboscópica mostra que a mão, cuja massa pode ser considerada igual a 580 g , atinge a parte superior da tábua com velocidade de
, e alcança o repouso
abaixo deste nível. (a) Qual o valor médio da força aplicada? (Suponha uma força constante.) (b) Quanto tempo durou o golpe?
Resp.: (a) 935 N ; (b) .
Resp.: (a) 935 N ; (b)
Reporte-se à figura do problema anterior. Suponha que a velocidade inicial do bloco de
fosse invertida; ele iria diretamente na direção do bloco de
. (a) Qual seria a velocidade v do bloco de 1,6 kg após a colisão? (b) Esta colisão seria elástica? © Sugira um mecanismo pelo qual seria possível o aumento de energia cinética verificado no item (b).
Resp.: (a) , para a esquerda; (b) É inelástica.
Resp.: (a)
Considere três vetores dados tais que:
,
e
. Calcule
.