Um gato de move-se em linha reta . A figura mostra um gráfico do componente da velocidade desse gato em função do tempo.

1. Ache a força resultante máxima que atua nesse gato. Quando essa força ocorre?
2. Quando a força resultante sobre o gato é igual a zero?
3. 8,5 s ?

a) Cara, vamos lembrar da segunda lei de Newton

Por ela, vemos que força resultante é proporcional a aceleração do gato. Assim, a força resultante máxima ocorre onde a aceleração aplicada for máxima.

Pelo gráfico, temos que a velocidade parte do zero e vai aumentando de valor. Atinge um valor constante de no instante , permanece com esse valor máximo até o instante e depois vai gradativamente aumentando novamente de valor, até atingir um máximo de no instante s.

Para saber quando a força será máxima, precisamos determinar onde a aceleração será máxima.

Entre os instantes e a aceleração é:

Entre os instantes e a velocidade é constante, portanto, a aceleração é nula nesse intervalo – e a força resultante também!!

E entre os instantes e a aceleração é:

Assim a aceleração atinge seu maior valor entre os instantes e . E a força? Ela segue o mesmo ritmo da aceleração: vai ser máxima entre os instantes . E seu valor? Bom, aqui entra a segunda lei de Newton:

Como a massa do objeto é de e a aceleração máxima é então a força máxima vai ser:

Show?

b) A força resultante, como comentei ali em cima, segue é proporcional a aceleração. Então temos que entre os instantes e a velocidade é constante, consequentemente, a aceleração nesse intervalo é zero. Sendo assim, a força resultante vai ser nula entre os instantes .

Tranquilo até aqui?

c) No instante a aceleração que esse brinquedo sofre é de (calculamos ali no passo ), então pela segunda lei de Newton a força resultante sobre ele vai ser:

E aí! entendeu tudo? Responde Aí!