Maria e Carlos estavam competindo em uma corrida de drones. O drone de Maria tinha um motor com uma potência de 500 W . Durante a corrida, o drone acelerou de uma velocidade inicial de para em 18 segundos. Maria e Carlos estão interessados em entender melhor o sistema do drone durante a corrida, e como eles não possuem conhecimento em Física Básica I, eles pedem a sua ajuda para responder às seguintes questões:
© Determine a força que acelera o drone em função do tempo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta diz que o drone da Maria acelerou de 5,0 m/s para 20 m/s em 18 segundos e que o motor tem uma potência de 500 W. Precisamos descobrir qual é a força que está acelerando o drone ao longo do tempo. Para isso, vamos usar conceitos de cinemática (que trata do movimento) e dinâmica (que relaciona força e movimento).

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a aceleração do drone. A aceleração é a mudança na velocidade dividida pelo tempo que essa mudança leva. A fórmula é:
Substituindo os valores:
Então, a aceleração do drone é de aproximadamente 0,833 m/s².

Passo 3

Agora, vamos lembrar da relação entre força, potência e velocidade. A potência ( ) é a taxa com que o trabalho é feito ou a energia é transferida, e está relacionada à força ( ) e à velocidade ( ) pela fórmula:
Queremos encontrar a força em função do tempo, então vamos expressar a velocidade como uma função do tempo. Sabemos que:
Substituindo os valores:
Agora, substituímos na fórmula da potência para encontrar :

Resposta

A força que acelera o drone em função do tempo é:

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José e Maria estavam se preparando para um acampamento nas montanhas. Eles precisavam levar uma caixa de suprimentos com uma massa de 70 kg até a cabana, que ficava no topo de uma colina. José construiu uma rampa inclinada de 4 metros de comprimento com um ângulo de para facilitar a subida. Com a ajuda de Maria, eles aplicaram uma força horizontal constante para mover a caixa com velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a rampa era 0,15 .
(b) Qual é o aumento da energia térmica da caixa e da rampa?
José e Maria estavam se preparando para um acampamento nas montanhas. Eles precisavam levar uma caixa de suprimentos com uma massa de 70 kg até a cabana, que ficava no topo de uma colina. José construiu uma rampa inclinada de 4 metros de comprimento com um ângulo de para facilitar a subida. Com a ajuda de Maria, eles aplicaram uma força horizontal constante para mover a caixa com velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a rampa era 0,15 .
(a) Qual é o trabalho realizado pela força que João e Maria aplicaram?
Maria e Carlos estavam competindo em uma corrida de drones. O drone de Maria tinha um motor com uma potência de 500 W . Durante a corrida, o drone acelerou de uma velocidade inicial de para em 18 segundos. Maria e Carlos estão interessados em entender melhor o sistema do drone durante a corrida, e como eles não possuem conhecimento em Física Básica I, eles pedem a sua ajuda para responder às seguintes questões:
(a) Calcule a massa do drone.
Uma bola de futebol que pesa é lançada verticalmente a partir do nível do solo com uma velocidade inicial de , e o arrasto do ar sobre ela é de durante todo o percurso.
(b) Determine sua velocidade imediatamente antes de atingir o solo.