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.

Passo 1

Vamos resumir o que a questão pede e identificar o que vamos precisar para resolver. Maria e Carlos estão na corrida de drones onde o drone da Maria tem um motor com potência de 500 W. Durante a corrida, o drone acelerou de uma velocidade inicial de para em 18 segundos. Precisamos calcular a massa do drone. Para isso, vamos usar conceitos de Física relacionados a força, aceleração e potência.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a aceleração do drone. A aceleração ( ) é a variação da velocidade ( ) dividida pelo tempo ( ) que a variação levou.
A velocidade inicial ( ) é e a final ( ) é , então:
O tempo ( ) é 18 segundos, então:

Passo 3

Agora, vamos relacionar a força ( ) que o motor do drone exerce com a massa ( ) e a aceleração ( ) usando a segunda lei de Newton:
Mas também sabemos que a potência ( ) do motor está relacionada com a força e a velocidade ( ) pela fórmula:
Como a velocidade está mudando, podemos usar a velocidade média durante a aceleração. A velocidade média ( ) é:

Passo 4

Agora, substituímos a força da segunda lei de Newton na fórmula da potência:
Queremos encontrar a massa ( ), então isolamos :

Passo 5

Vamos agora substituir os valores que temos:
Substituindo na fórmula:

Passo 6

Calculando o denominador:
Então:

Resposta

A massa do drone é aproximadamente .

Exercícios relacionados

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.
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?
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.
Uma peça de carro de 60 kg desce deslizando uma rampa inclinada lisa de de comprimento e de altura. Um mecânico aplica uma força para cima contra o carro na direção paralela à rampa inclinada, para que o carro deslize com velocidade constante.
(a) Encontre a intensidade da força aplicada pelo mecânico.