Um bloco de massa
encontra-se inicialmente em repouso. É-lhe aplicada uma força resultante constante que o faz atingir uma velocidade de
em
. Qual é a magnitude dessa força resultante?
a) 10 N
b)
c) 20 N
d) 25 N
e) 50 N
a) 10 N
b)
c) 20 N
d) 25 N
e) 50 N
Passo 1
Lista clara do que o enunciado dá e do que pede:
- Massa do bloco:
. - Velocidade inicial:
(o bloco estava em repouso). - Velocidade final:
. - Intervalo de tempo em que essa variação ocorre:
.
O enunciado pede: “Qual é a magnitude da força resultante?” (há opções de múltipla escolha).
Passo 2
Encontrar a aceleração média/constante necessária para mudar a velocidade de
para
em tempo
.
Explicação do conceito usado: aceleração é a taxa de variação da velocidade. Para aceleração constante, a fórmula que relaciona velocidade inicial, final e tempo é
Aqui:
-
é a aceleração (em ), -
é a velocidade final (em ), -
é a velocidade inicial (em ), -
é o intervalo de tempo (em ).
Agora aplicando os valores dados:
Interpretação simples: isso significa que a velocidade aumenta em
a cada segundo.
Passo 3
Relacionar força, massa e aceleração.
Explicação do conceito usado: a Segunda Lei de Newton (forma mais usada em provas) diz que a força resultante aplicada sobre um corpo é igual ao produto da massa pela aceleração produzida. Em termos escalares (magnitudes, quando força e aceleração têm mesma direção):
Aqui:
-
é a magnitude da força resultante (em ), -
é a massa (em ), -
é a aceleração (em ).
Passo 4
Calcular a força usando os valores que já obtivemos.
Substituindo
e
na fórmula:
Verificação rápida de unidades:
, está consistente.
Passo 5
Comparar com as alternativas dadas e escolher a correta.
A alternativa que corresponde a
é a letra d).
Força resultante encontrada:
. Força razoável e coerente com os dados (massa moderada acelerada a
). Você mandou bem em acompanhar — quase lá!
Resposta
d)