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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 4.3 - Ex. 12

Um engradado com massa de 32,5 k g , inicialmente em repouso sobre o piso de um armazém, sofre uma força resultante horizontal de 140 N .

  1. Qual é a aceleração produzida?
  2. Qual é a distância percorrida pelo engradado em 10 s ?
  3. Qual é a velocidade escalar ao final de 10 ?

Passo 1

Fala aí! tudo certinho?

Nesse problema temos um engradado com massa de 32,5 k g , inicialmente em repouso sobre o piso de um armazém, sofre uma força resultante horizontal de 140 N .

A partir daí queremos determinar a aceleração produzida, a distância percorrida em 10 s e a velocidade no final desse tempo.

Tem ideia de como fazer isso?

Para calcular a aceleração do engradado aplicamos a segunda lei de Newton.

F = m a

E para calcular os outros itens usamos as equações de movimento...

x = x 0 + v 0 t + a t 2 2

v = v 0 + a t

Veja só!

Passo 2

Se o engradado parte do repouso, então sua velocidade inicial é zero v 0 = 0 . Outro dado importante é a força resultante 140 N .

Já que a massa é 32,5 k g podemos usar a segunda lei de Newton para calcular a aceleração:

F r = m ⋅ a

140 = 32,5 ⋅ a

Isolando a

a = 140 32,5

a = 4,31 m / s 2  

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Pra poder calcular a distância percorrida e a velocidade é preciso lembrar de algumas relações do MRUV. DICA: se você não se lembra delas, dá um pulinho na nossa plataforma na parte de Movimento Retilíneo Uniformemente Variado que lá você vai tirar todas as dúvidas =)

Voltando, do MRUV, a posição e a velocidade em função do tempo podem ser dadas pelas seguintes equações:

x = x 0 + v 0 t + a t 2 2

v = v 0 + a t

Opa! Mas nessas duas equações leva em conta uma quantidade muito importante: a aceleração a ! E ela já foi calculada no passo anterior! Então aqui é só sair substituindo!

Primeiro a distância percorrida Δ x :

x = x 0 + v 0 t + a t 2 2

x - x 0 = Δ x = v 0 t + a t 2 2

Δ x = 0.10 + 4,31 ⋅ 10 2 2

Δ x = 225,4 m

Show?

Passo 4

E a velocidade? É só substituir os dados na equação pra velocidade, saca só:

v = v 0 + a t

v = 0 + 4,31 ⋅ 10 = 43,1 m / s

E aí! entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

a ) 4,31 m / s 2

b ) 225,4 m

c ) 43,1 m / s

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