Identifique e nomeie todas as forças que atuam no objeto em cada situação descrita abaixo: Um carro em uma estrada muito escorregadia e gelada está deslizando de cabeça em um banco de neve, onde pára suavemente sem ninguém ferido. (Pergunta: O que significa
Passo 1
Então, vamos lá! Você me enviou um exercício de Física que pede para identificar e nomear todas as forças que agem sobre um carro. A situação é a seguinte: um carro está deslizando numa estrada bem escorregadia e gelada, e ele acaba parando suavemente em um banco de neve sem ninguém se ferir. Vamos usar conceitos de forças e movimento para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que são forças. Forças são interações que podem mudar o movimento de um objeto. Elas têm direção, sentido e intensidade. No caso do carro, várias forças estão atuando ao mesmo tempo.
Passo 3
A primeira força que vem à mente é a força da gravidade. Essa força é puxada para baixo, devido à massa do carro e a aceleração da gravidade. Ela mantém o carro no chão.
Onde:
-
é a massa do carro -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente )
Passo 4
A força normal é a força que a estrada exerce sobre o carro, perpendicularmente à superfície. Ela equilibra a força da gravidade, de modo que o carro não afunde ou voe.
Passo 5
Como a estrada está escorregadia e gelada, a força de atrito que normalmente impede o carro de deslizar é muito pequena. O atrito é a resistência ao movimento entre duas superfícies em contato.
Onde:
-
é o coeficiente de atrito, que aqui é baixo devido à neve e gelo.
Passo 6
Além disso, quando o carro está deslizando para parar, há uma força de resistência do ar atuando contra o movimento do carro. Essa força depende da velocidade do carro e da resistência que o ar oferece.
Onde:
-
é a densidade do ar -
é a velocidade do carro -
é o coeficiente de arrasto -
é a área frontal do carro
Passo 7
Por fim, quando o carro para suavemente no banco de neve, a força exercida pela neve age contra o movimento do carro. Essa força é semelhante ao atrito, ajudando a desacelerar e parar o veículo.
Resposta
As forças que atuam no carro são:
- Força da gravidade: Puxa o carro para baixo.
- Força normal: A estrada empurra o carro para cima, equilibrando a gravidade.
- Força de atrito: Resistência ao movimento, que aqui é mínima devido à estrada escorregadia.
- Força de resistência do ar: Atua contra o movimento do carro enquanto ele desliza.
- Força da neve: Ajuda a parar o carro ao agir contra seu movimento.