3-Uma força constante de intensidade desconhecida atua horizontalmente sobre um carrinho de 4 kg , que inicialmente repousa sobre uma superfície sem atrito. Após percorrer 8 metros, a velocidade do carrinho é de 4 \mathrm{~m} / \mathrm{s}. Considerando a aplicação da segunda lei de Newton, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da força aplicada.

Passo 1

O enunciado descreve um carrinho de 4\,\mathrm{kg} em repouso sobre superfície sem atrito, sujeito a uma força horizontal constante de intensidade desconhecida. Após percorrer 8\,\mathrm{m}, sua velocidade é 4\,\mathrm{m}/\mathrm{s}. Para resolver, vamos usar cinemática uniforme (equação de Torricelli) para achar a aceleração e depois a segunda lei de Newton F=ma.

Passo 2

Para determinar a aceleração a, aplicamos a equação de Torricelli:
v^2 = v_0^2 + 2\,a\,\Delta s
Substituindo v_0=0, v=4\,\mathrm{m}/\mathrm{s} e \Delta s=8\,\mathrm{m}, temos
(4)^2 = 0 + 2\,a\,(8) \quad\Longrightarrow\quad 16 = 16\,a \quad\Longrightarrow\quad a = 1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^2.

Passo 3

Com a aceleração conhecida, aplicamos a segunda lei de Newton:
F = m\,a.
Como m = 4\,\mathrm{kg} e a = 1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^2, segue
F = 4 \times 1 = 4\,\mathrm{N}.

Resposta

4\,\mathrm{N}

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