Suponha que na corrida de 100m rasos, o atleta Usain Bolt, partindo do repouso, demorou 4,0 segundo para atingir atingir a velocidade de 43,2mk/h. Considerando que massa do atleta seja 86kg, a intensidade média de componente horizontal da força resultante, em newtons , que atuou sobre o atleta nesse intervalo de tempo foi de:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre física, especificamente sobre força resultante e aceleração. O problema fala sobre o Usain Bolt na corrida de 100 metros rasos, partindo do repouso e levando 4,0 segundos para atingir uma certa velocidade. A gente vai precisar usar a segunda lei de Newton para encontrar a força média que atuou nele nesse período.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o que a gente sabe:
- Velocidade final (
): 43,2 m/s - Tempo (
): 4,0 segundos - Massa (
): 86 kg - Velocidade inicial (
): 0 m/s (partindo do repouso)
Passo 3
Agora, vamos achar a aceleração média (
) que o Usain Bolt teve durante esses 4 segundos. A aceleração é a mudança na velocidade dividida pelo tempo que levou para essa mudança acontecer. A fórmula é:
Onde:
Passo 4
Vamos calcular a aceleração:
Então, a aceleração média foi de 10,8 m/s².
Passo 5
Agora que temos a aceleração, vamos usar a segunda lei de Newton para encontrar a força média (
) que atuou no atleta. A fórmula da segunda lei é:
Onde:
-
é a massa -
é a aceleração
Passo 6
Vamos calcular a força:
Resposta
A intensidade média da força horizontal resultante que atuou sobre o atleta foi de 928,8 newtons.