Questão 4 - Força resultante em célula em movimento Durante um ensaio de separação celular, uma célula de massa
sofre uma força magnética de
para
e uma força viscosa de
para
.
(a) Determine a força resultante.
(b) Calcule a aceleração da célula.
(a) Determine a força resultante.
(b) Calcule a aceleração da célula.
Passo 1
O que o enunciado pede:
- (a) Determinar a força resultante agindo na célula.
- (b) Calcular a aceleração da célula.
Informações dadas (valores que vamos usar):
- Massa da célula:
. - Força magnética apontando para
: . - Força viscosa apontando para
: .
Observação importante: as forças atuam ao longo do mesmo eixo (
), em sentidos opostos. Vamos usar isso para somá-las algébrica e obter a resultante.
Passo 2
Entendendo as forças como grandezas vetoriais unidimensionais e escolhendo um sinal:
- Quando trabalhamos só com o eixo
, é prático converter cada força em um número algébrico (positivo para , negativo para ). - Assim:
- A força resultante é a soma algébrica das forças:
. Vou aplicar essa regra no próximo passo.
Passo 3
Cálculo da força resultante passo a passo:
Substituindo os valores algébricos:
Agora fazemos a soma numérica:
É costume escrever em notação científica com coeficiente entre 1 e 10:
Portanto a resultante tem módulo
e sinal positivo (ou seja, aponta para
).
Passo 4
Relembrando a relação entre força resultante e aceleração (segunda lei de Newton):
- A Segunda Lei diz que a aceleração é dada por
- Em uma dimensão, com sinal, escrevemos
onde é a aceleração (em ), é a força resultante (em ) e é a massa (em ).
Passo 5
Cálculo da aceleração detalhado:
Simplificando o quociente de potências de dez e dos coeficientes:
Logo
O sinal é positivo, então a aceleração é para
.