Um bloco de 5 kg é inicialmente movido com velocidade de
sobre uma superfície horizontal lisa. Uma força horizontal constante de 20 N atua sobre ele ao longo de 8 m na direção do movimento (para direita). Determine a velocidade final do bloco após percorrer essa distância. ()
Passo 1
Vamos dar uma olhada nesse problema de Física! Temos um bloco de 5 kg que está se movendo inicialmente a 4 m/s sobre uma superfície sem atrito. Uma força constante de 20 N está sendo aplicada na direção do movimento ao longo de 8 metros. Nosso objetivo é descobrir qual será a velocidade final do bloco depois que ele percorrer esses 8 metros. Para resolver isso, vamos usar conceitos de força, massa, aceleração e as equações de movimento.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender como a força aplicada afeta o movimento do bloco. A segunda lei de Newton nos diz que a força (
) aplicada a um objeto é igual à massa (
) desse objeto multiplicada pela sua aceleração (
):
Aqui, queremos encontrar a aceleração, então vamos rearranjar a fórmula para:
Passo 3
Vamos calcular a aceleração usando os valores fornecidos:
- Força,
- Massa,
Substituindo na fórmula:
Isso significa que o bloco está acelerando a
na direção do movimento.
Passo 4
Agora, queremos encontrar a velocidade final (
) após o bloco percorrer 8 metros. Podemos usar a seguinte equação das equações de movimento, que relaciona a velocidade inicial (
), a aceleração (
), a distância percorrida (
) e a velocidade final (
):
Passo 5
Vamos substituir os valores que temos na equação:
- Velocidade inicial,
- Aceleração,
- Distância,
Substituindo:
Passo 6
Para encontrar a velocidade final, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados:
Resposta
A velocidade final do bloco é aproximadamente
.