Quando um carro para em uma estrada plana, qual força é responsável pela redução da velocidade? Quando o carro aumenta a velocidade escalar na mesma estrada, qual força é responsável pelo aumento da velocidade? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta duas coisas numa estrada plana:
- “Que força faz o carro reduzir a velocidade (quando para)?”
- “Que força faz o carro aumentar a velocidade (quando acelera)?”
Conteúdo envolvido:
- Dinâmica (2ª Lei de Newton,
). - Força de atrito (estático e cinético).
O que vamos precisar para resolver:
- Entender que, para mudar a velocidade, é preciso uma força resultante segundo
. - Saber o papel do atrito:
• Cinético (quando as superfícies deslizam uma sobre a outra) – no freio.
• Estático (quando não há deslizamento) – na tração dos pneus.
Passo 2
Quando o carro para na estrada:
- O motorista aciona o sistema de freios.
- Nas pastilhas de freio, aparece força de atrito cinético entre pastilha e disco, que converte energia cinética em calor.
- Esse atrito faz um torque que “segura” a roda, tentando fazê-la girar mais devagar do que a inércia permitiria.
- Para manter a roda sem deslizar no asfalto, entra a força de atrito estático entre pneu e solo, mas agora apontando para trás.
- A força resultante horizontal é essa força de atrito (brake–road), e ela gera aceleração negativa:
Logo, a força que realmente reduz a velocidade é a força de atrito gerada pelos freios (e transmitida ao solo via pneu).
Passo 3
Quando o carro acelera na estrada:
- O motor aplica um torque às rodas, fazendo-as “empurrarem” o asfalto para trás.
- Entre pneu e solo surge então força de atrito estático para frente (porque as superfícies não deslizam).
- Essa força de atrito estático para frente é a resultante horizontal que acelera o carro:
Portanto, a aceleração é gerada pela força de atrito estático entre pneu e estrada, empurrando o carro para frente.
Resposta
- Para parar o carro: força de atrito nos freios (cinético nas pastilhas e estático pneu-solo), que gera aceleração negativa.
- Para acelerar o carro: força de atrito estático entre pneu e estrada, que gera aceleração positiva.