Um motorista e seu carro perfazem uma massa de 2400 kg . Movimentando-se em uma estrada retilínea e horizontal, em determinado instante, o motorista aplica os freios durante 20 s , parando em um semáforo fechado. Sendo a força de frenagem aplicada igual a 480N, assinale o que for correto.
- A aceleração aplicada ao carro, através dos freios, tem módulo igual a
- O módulo da velocidade do carro, no instante em que foi iniciada a frenagem, era de
.
- A distância percorrida pelo carro durante a frenagem foi de 40 m .
- O trabalho executado sobre o carro pela força de frenagem foi de 4800 J , enquanto que o trabalho da força peso foi nulo.
Passo 1
Beleza, então o problema diz que um carro mais motorista têm massa total de 2400 kg e que, ao frear durante 20 s com uma força de frenagem de 480 N, o carro para. A gente precisa usar conceitos de física de:
- Cinemática (relação entre aceleração, velocidade e tempo)
- Segunda lei de Newton (força e aceleração)
- Equações do movimento uniformemente acelerado
- Trabalho de uma força
Passo 2
Calcular a aceleração provocada pela força de frenagem.
Pela segunda lei de Newton, . Aqui a força aponta contrária ao movimento, então a aceleração é negativa (é uma desaceleração), mas a gente costuma falar em módulo.
Pela segunda lei de Newton,
Ou seja, o módulo de
é
.
Passo 3
Descobrir a velocidade inicial do carro no momento em que começou a frear.
Como ele parte de e para em
após
s, usamos a equação
Como ele parte de
Isolando
:
Passo 4
Calcular a distância percorrida durante a frenagem.
Usamos a fórmula do deslocamento em movimento uniformemente variado:
Usamos a fórmula do deslocamento em movimento uniformemente variado:
Substituindo
,
e
:
Passo 5
Avaliar o trabalho realizado pela força de frenagem e pela força peso.
- Trabalho da força de frenagem
. (Negativo porque a força age contra o sentido do deslocamento.) - Trabalho da força peso em terreno horizontal é zero, já que não há deslocamento vertical.
Resposta
As afirmativas corretas são 1), 2) e 3). A afirmativa 4) está incorreta (o trabalho de frenagem é
J, não 4800 J, embora o trabalho da força peso seja realmente nulo).