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:
  1. “Que força faz o carro reduzir a velocidade (quando para)?”
  2. “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:
  1. O motorista aciona o sistema de freios.
  2. Nas pastilhas de freio, aparece força de atrito cinético entre pastilha e disco, que converte energia cinética em calor.
  3. Esse atrito faz um torque que “segura” a roda, tentando fazê-la girar mais devagar do que a inércia permitiria.
  4. Para manter a roda sem deslizar no asfalto, entra a força de atrito estático entre pneu e solo, mas agora apontando para trás.
  5. A força resultante horizontal é essa força de atrito (brake­–road), e ela gera aceleração negativa: Fres = -Fatrito, Fres = m,a ;Longrightarrow; a = -Fatritom
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:
  1. O motor aplica um torque às rodas, fazendo-as “empurrarem” o asfalto para trás.
  2. Entre pneu e solo surge então força de atrito estático para frente (porque as superfícies não deslizam).
  3. Essa força de atrito estático para frente é a resultante horizontal que acelera o carro: Fres = Fatrito,(estático), a = Fatrito,(estático)m áá
Portanto, a aceleração é gerada pela força de atrito estático entre pneu e estrada, empurrando o carro para frente.

Resposta

  1. Para parar o carro: força de atrito nos freios (cinético nas pastilhas e estático pneu-solo), que gera aceleração negativa.
  2. Para acelerar o carro: força de atrito estático entre pneu e estrada, que gera aceleração positiva.

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