Enunciado

A força que age num corpo de 10 kg de massa é F = u,.(10 + 2t) N, onde t é o número de segundos. (a) Determine a variação na quantidade de movimento e na velocidade do corpo após 4 s, assim como o impulso transmitido ao corpo. ( b) Durante quanto tempo deveria a força agir sobre o corpo para que o seu impulso fosse de 200 N · s? Responda a ambas as questões para um corpo que estivesse inicialmente em repouso e para outro com uma velocidade inicial -u (6) m/s.

Passo 1

Fala galeraa, tudo bem??

Antes de tudo, vamos entender e relembrar a equação que relaciona a força, a potência e o tempo:

F = d P / d t , logo

F d t = d P ⇒ ∫ t 0 t F d t = ∫ P 0 P d P ⇒ P - P 0 = 10 t V x + t ² V x , logo,

P - P 0 = V x ( 10 t + t ² )

Passo 2

Certo, a letra a nos pede a variação na quantidade de movimento e na velocidade do corpo após 4 s, assim como o impulso transmitido ao corpo. Nós temos, então, que:

Para t=4s,

△ P = V x ( 10 * 4 + 4 ² ) ⇒ △ P = 56 V x

Além disso, sabemos que:

△ P = △ V * m ⇒ △ V = △ P / m   , logo:

△ V = 5,6 V x , certo? Agora, vamos analisar a letra b!

Passo 3

A letra b nos pede para encontrar o tempo de ação da força para que seu impulso seja de 200 N · s.

O impulso é igual à potência, neste caso. Assim, temos que:

I = △ P = 10 t + t ² ⇒ 200 = 10 t + t ² ⇒ t ² + 10 t - 200 = 0  

Realizando as contas necessárias, encontramos que

t=-20s e t=10s. Logo, temos que o tempo necessário é de 10s!

Resposta

△ V = 5,6 V x e t= 10s.

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