Um bloco de 5 kg é inicialmente movido com velocidade de 4 m / s 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 ( F) aplicada a um objeto é igual à massa ( m) desse objeto multiplicada pela sua aceleração ( a):
F = m cdot a
Aqui, queremos encontrar a aceleração, então vamos rearranjar a fórmula para:
a = Fm

Passo 3

Vamos calcular a aceleração usando os valores fornecidos:
  • Força, F = 20, N
  • Massa, m = 5, kg
Substituindo na fórmula:
a = 20, N5, kg = 4, m/s^2
Isso significa que o bloco está acelerando a 4, m/s^2 na direção do movimento.

Passo 4

Agora, queremos encontrar a velocidade final ( vf) após o bloco percorrer 8 metros. Podemos usar a seguinte equação das equações de movimento, que relaciona a velocidade inicial ( vi), a aceleração ( a), a distância percorrida ( s) e a velocidade final ( vf):
vf^2 = vi^2 + 2 cdot a cdot s

Passo 5

Vamos substituir os valores que temos na equação:
  • Velocidade inicial, vi = 4, m/s
  • Aceleração, a = 4, m/s^2
  • Distância, s = 8, m
Substituindo:
vf^2 = (4, m/s)^2 + 2 cdot 4, m/s^2 cdot 8, m
vf^2 = 16 + 64 = 80

Passo 6

Para encontrar a velocidade final, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados:
vf = raiz80 approx 8,94, m/s

Resposta

A velocidade final do bloco é aproximadamente 8,94, m/s.

Exercícios relacionados