(Halliday 7.29 E ) Um carro de massa
está viajando com rapidez
numa estrada plana. Os freios são aplicados por um tempo suficiente para reduzir sua energia cinética de
. (a) Qual a velocidade final do carro? (b) Qual a redução adicional da energia cinética para fazê-lo parar?
[Respostas: a)
; b) 89 kJ
[Respostas: a)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um carro de massa
que está viajando a uma velocidade de
numa estrada plana. Quando aplicamos os freios, a energia cinética do carro diminui em
. Hoje, vamos usar conceitos de energia cinética e fórmulas de física para descobrir duas coisas:
(a) Qual a velocidade final do carro depois de aplicar os freios?
(b) Quanto mais precisamos reduzir a energia cinética para o carro parar completamente?
(a) Qual a velocidade final do carro depois de aplicar os freios?
(b) Quanto mais precisamos reduzir a energia cinética para o carro parar completamente?
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade de
para metros por segundo, porque as unidades padrão no sistema internacional para velocidade são m/s. Sabemos que:
Então,
Passo 3
Vamos calcular a energia cinética inicial do carro usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Passo 4
A energia cinética diminui em
quando os freios são aplicados. Então, a energia cinética final será:
Passo 5
Agora, vamos encontrar a velocidade final do carro usando a energia cinética final:
Resolvendo para
:
Convertendo de volta para km/h:
[Nota: Parece haver uma inconsistência na resposta esperada, mas vamos prosseguir conforme os cálculos corretos]
Resposta
a) A velocidade final do carro é aproximadamente
.
b) Para o carro parar, a redução adicional da energia cinética necessária é de
.