Uma velocista de competição mundial pesa 55 kg e pode se acelerar a partir do bloco de partida com uma aceleração de aproximadamente 15 m/s². Que força horizontal deve a velocista exercer sobre o bloco de partida para produzir essa aceleração? Qual é o corpo que exerce a força que impulsiona a velocista: o bloco ou a velocista?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma velocista de 55 kg que consegue acelerar a uma taxa de 15 m/s² a partir dos blocos de partida. Precisamos descobrir qual é a força horizontal que ela deve aplicar nos blocos para alcançar essa aceleração. Além disso, vamos identificar qual dos corpos (a velocista ou o bloco) está exercendo a força que a impulsiona. Para resolver isso, vamos usar a Segunda Lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da Segunda Lei de Newton, que diz:
Onde:
-
é a força aplicada, -
é a massa do objeto, -
é a aceleração.
Nesse caso, a massa
é 55 kg e a aceleração
é 15 m/s².
Passo 3
Agora, vamos aplicar os valores na fórmula. Substituímos
e
:
Passo 4
Fazendo a multiplicação:
Então, a força que a velocista precisa exercer nos blocos é de 825 Newtons.
Passo 5
Agora, sobre qual corpo está exercendo a força que impulsiona a velocista. Segundo a Terceira Lei de Newton, para toda ação há uma reação igual e oposta. Isso significa que quando a velocista empurra os blocos com uma força, os blocos empurram a velocista com uma força de mesma intensidade, mas na direção oposta. Portanto, os blocos são os que estão exercendo a força que impulsiona a velocista.
Resposta
A velocista deve exercer uma força horizontal de 825 N sobre os blocos de partida para produzir a aceleração desejada. É o bloco que exerce a força que a impulsiona.