Partindo do repouso, sob a ação de uma força constante paralela à direção da velocidade, um corpo de
percorre 50 m e atinge a velocidade de
. Calcule (a) a aceleração do corpo e (b) o módulo da força que atua sobre ele.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que um corpo de 3,5 kg parte do repouso, percorre 50 metros e atinge uma velocidade de 72 km/h, tudo isso sob a ação de uma força constante na mesma direção do movimento. Nosso objetivo é descobrir (a) qual é a aceleração desse corpo e (b) qual é a força que está agindo sobre ele. Para resolver isso, vamos usar as equações de movimento uniformemente variado e a segunda lei de Newton. Precisamos entender conceitos de velocidade, aceleração, força e como eles se relacionam.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade final de km/h para m/s, porque as outras medidas estão em metros e segundos, e assim tudo fica na mesma unidade. A fórmula para converter km/h para m/s é multiplicar por
.
Então, a velocidade final é 20 m/s.
Passo 3
Agora, vamos encontrar a aceleração. Como o corpo parte do repouso (velocidade inicial
), percorre 50 metros e atinge 20 m/s, podemos usar a seguinte equação de movimento:
Onde:
-
é a velocidade final, -
é a velocidade inicial, -
é a aceleração, -
é a distância percorrida.
Passo 4
Substituindo os valores que temos:
Agora, isolamos a aceleração
:
Passo 5
Com a aceleração encontrada, podemos agora calcular a força que está agindo sobre o corpo usando a segunda lei de Newton:
Onde:
-
é a força, -
é a massa, -
é a aceleração.
Passo 6
Substituindo os valores:
Resposta
(a) A aceleração do corpo é de
.
(b) O módulo da força que atua sobre ele é de
.
Exercícios relacionados
Uma partícula move-se ao longo do eixo
de acordo com a função
onde a posição
e o tempo
estão dados no Sistema Internacional de unidades.
(a) Calcule a posição, a velocidade instantânea e a aceleração instantânea em s.
(b) Em que instante a partícula atinge o valor máximo de ? Calcule a posição e a aceleração instantânea da partícula nesse instante.
© Calcule o instante em que a partícula retorna à posição
. Quanto vale sua aceleração neste instante?
(a) Calcule a posição, a velocidade instantânea e a aceleração instantânea em
(b) Em que instante a partícula atinge o valor máximo de
© Calcule o instante
Duas forças horizontais agem sobre um bloco de madeira de 2,0 kg que pode deslizar sem atrito em uma bancada de cozinha, situada em um plano
. Uma das forças é
. Determine a aceleração do bloco na notação dos vetores unitários se a outra força é (a)
, (b)
Um bloco de massa
e velocidade horizontal
choca-se com uma mola de constante elástica
. Não há atrito entre o bloco e a superficie de contato. Qual a máxima deformação sofrida pela mola?
Analise as afirmações e assinale-as como Verdadeiro ou Falso:
- A energia mecânica de uma partícula se conserva, caso a força externa resultante sobre ela seja nula. ( )