- Um automóvel tem uma massa de 1500 kg e sua velocidade inicial é de
. Quando os freios são acionados, o automóvel adquire uma desaceleração constante e o carro para em 1,2 min. Determine a força aplicada pelos freios.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um carro que pesa 1500 kg e está andando a 60 km/h. Quando o motorista aperta os freios, o carro desacelera de forma constante e para depois de 1,2 minutos. A gente precisa descobrir qual foi a força que os freios exerceram nesse processo. Vamos usar os conceitos de dinâmica, especialmente a relação entre força, massa e aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional para facilitar os cálculos. A velocidade inicial está em km/h e o tempo em minutos, então vamos transformar para metros por segundo (m/s) e segundos (s).
Passo 3
Para converter a velocidade de km/h para m/s, usamos a fórmula:
Aplicando:
Passo 4
Agora, vamos converter o tempo de minutos para segundos:
Passo 5
Sabemos que o carro parte do 60 km/h (16,67 m/s) e para, ou seja, a velocidade final é 0 m/s. Podemos usar a fórmula da aceleração constante:
Onde:
-
(velocidade final) -
(velocidade inicial) -
(tempo)
Substituindo:
O sinal negativo indica que é uma desaceleração.
Passo 6
Agora, para encontrar a força aplicada pelos freios, usamos a segunda lei de Newton:
Onde:
Calculando:
O sinal negativo mostra que a força está atuando na direção oposta ao movimento.
Resposta
A força aplicada pelos freios foi de aproximadamente 346,5 N na direção oposta ao movimento do carro.