Calcule o valor da força média F média é que atua sobre o carrinho durante o intervalo t=0 s a t=4.0 s. Compare esse valor com a força aplicada no instante final ( t=4.0 s ).
(Resposta em N)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para calcular a força média $ F_{média} $ que atua sobre um carrinho no intervalo de tempo de $ t = 0 $ a $ t = 4.0 $ segundos. Além disso, precisamos comparar esse valor com a força aplicada exatamente no instante final, ou seja, quando $ t = 4.0 $ s. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de força média e força instantânea, que fazem parte da dinâmica, uma área da física que estuda o movimento dos objetos e as forças que atuam sobre eles.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a força média. A força média $ F_{média} $ durante um intervalo de tempo é definida como a variação do momento linear (ou quantidade de movimento) dividida pelo intervalo de tempo. A fórmula para isso é:
Fmédia é
Onde:
  • $ \Delta p $ é a variação do momento linear.
  • $ \Delta t $ é o intervalo de tempo.

Passo 3

Para encontrar $ \Delta p $, precisamos saber a variação do momento linear do carrinho. O momento linear $ p $ é dado por:
De
Onde:
  • $ m $ é a massa do carrinho.
  • $ v $ é a velocidade do carrinho.
Então, a variação do momento linear $ \Delta p $ é:
p
Onde:
  • $ v_i $ é a velocidade inicial.
  • $ v_f $ é a velocidade final.

Passo 4

Substituindo $ \Delta p $ na fórmula da força média, temos:
Deé
Sabemos que $ \Delta t = 4.0 $ s (do enunciado). Precisamos das velocidades inicial e final para continuar. Caso não sejam fornecidas, assumiremos que temos essas informações.

Passo 5

Agora, vamos considerar a força aplicada no instante final, $ F_{final} $, que é a força no momento $ t = 4.0 $ s. Essa força pode ser diferente da força média porque pode variar ao longo do tempo.
Para comparar $ F_{média} $ com $ F_{final} $, precisamos calcular ambos e então comparar os valores.

Resposta

Após calcular $ F_{média} $ usando as velocidades inicial e final do carrinho, e conhecer $ F_{final} $, comparamos os dois valores. Por exemplo, se $ F_{média} = 10 , N $ e $ F_{final} = 15 , N $, então a força aplicada no instante final é maior que a força média durante o intervalo de 4 segundos.

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