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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 4.1 - Ex. 32

Um rebocador puxa um navio com uma força constante de magnitude F 1 . O aumento da rapidez do navio durante um intervalo de 10 s é de 4,0 km/h. Quando um segundo rebocador aplica uma força constante adicional de magnitude F 2 no mesmo sentido, a rapidez cresce 16 km/h durante um intervalo de 10 s. Como você compara as magnitudes F 1   e   F 2 ?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar este probleminha.

O enunciado nos informa que existem dois momentos no problema. No primeiro momento somente um rebocador aplica uma força F 1 e esta força consegue aumentar 4 km/h em 10 s. Em um segundo momento é adicionado um outro rebocador, que impirme uma força F 2 no navio. Esta força consegue aumentar 16 km/h em 10 s.

Bom pessoal... de acordo com a segunda lei de Newton, no primeiro instante temos:

F 1 = m ⋅ a 1

Já no segundo momento, onde as duas forças estão agindo juntas, temos:

F 1 + F 2 = m ⋅ a 2

Passo 2

Agora vamos relacionar os dois momentos:

F 1 + F 2 F 1 = m ⋅ a 2 m ⋅ a 1

F 1 + F 2 F 1 = a 2 a 1

F 2 F 1 + 1 = a 2 a 1

Sabemos que a 1 = ( 4 k m / h ) / 10   s   e a 2 = ( 16 k m / h ) / 10   s , então:

F 2 F 1 + 1 = ( 16 k m / h ) / 10   s ( 4 k m / h ) / 10   s

F 2 F 1 + 1 = 4

F 2 F 1 = 3

F 2 = 3 F 1

Resposta

F 2 = 3 F 1

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