) Qual é a intensidade da força resultante necessária para acelerar uma bicicleta, juntamente com seu ocupante, com massa total de 60 kg a
?
Passo 1
O enunciado pede a intensidade da força resultante necessária para acelerar a bicicleta mais ocupante. Dados fornecidos:
- massa total:
, - aceleração desejada:
.
A pergunta é: qual é a intensidade (módulo) da força resultantenecessária?
Passo 2
A fórmula que relaciona força resultante, massa e aceleração é a segunda lei de Newton, escrita em forma vetorial:
Explicando cada símbolo:
-
é o vetor força resultante (unidade: newton, ); -
é a massa do sistema (unidade: quilograma, ); -
é a aceleração (unidade: metro por segundo ao quadrado, ).
Como o enunciado pede a intensidade (módulo) da força, podemos usar a forma escalar da lei:
onde
representa o módulo de
.
Observação sobre unidades: por definição,
Passo 3
Substituindo os valores dados na expressão escalar:
Escrevendo
como fração para facilitar a conta sem calculadora:
Passo 4
Agora fazemos a análise de unidades:
é exatamente a unidade
. Portanto
Passo 5
Dica rápida para a prova (truque mental): multiplicar por
é o mesmo que somar o valor com a sua metade. Ex.:
— isso ajuda a calcular rápido sem calculadora. Mantendo a calma e fazendo passo a passo chega-se ao valor final.