Um corpo com massa de 8 kg é lançado sobre um plano horizontal liso, com velocidade de 20 m/s. Determine o módulo da intensidade da força que deve ser aplicada sobre o corpo contra o sentido do movimento, para pará-lo em 10 s. (Vale 4,0)
Respostas
Explicação:
Primeiro precisamos encontrar qual a aceleração necessário sobre o corpo para que ele para em 10s. Se ele está sobre uma aceleração constante podemos usar a função horária da velocidade de um MRUV para descobrir essa informação:
V(t) = Vo + at
, onde V(t) é a velocidade no tempo t, Vo é a velocidade inicial, a é a aceleração e t o tempo.
Queremos que em 10 segundos (t) a velocidade (V(t)) seja igual a zero, e sabemos que a velocidade inicial (Vo) do corpo é igual a 20 m/s, logo temos:
V(t) = Vo + a*t
0 = 20 + a*10
a = -20/10
a = -2 m/s²
O sinal da aceleração é negativo pq ele está parando o objeto.
Agora que sabemos o valor da aceleração podemos descobrir a força necessária para parar o móvel. A força resultante sobre um corpo é dada por:
F = m*a
, onde F é a força resultante, m a massa do corpo e a é a aceleração sentindo pelo corpo.
Como queremos que o corpo tenha uma aceleração de -2m/s² temos que a força sobre ele deve ser:
F = m*a
F = 8*(-2)
F = - 16N
O sinal é negativo porque a força está sendo aplicada no sentido contrário ao movimento. Porém o problema nos pede o módulo da força. O módulo de uma força negativa negativa pode ser dada por:
|F| = - F
|-16| = 16
logo podemos afirmar que será necessário uma força com intensidade de 16N para parar o objeto em 10 segundos.