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Lei) Força e Aceleração
Qual é a força necessária para acelerar um carrinho de supermercado de 10 kg a uma aceleração de
?
(Dica: Use
)
(Dica: Use
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a força necessária para acelerar um carrinho de supermercado. As informações que o problema fornece são:
- Massa do carrinho:
. - Aceleração desejada:
. - Dica/fórmula fornecida:
.
O que é pedido: calcular a força (um valor numérico e sua unidade) que, aplicada ao carrinho, produz a aceleração dada.
Passo 2
Entendendo a fórmula indicada:
.
- Aqui
representa a força resultante (vetor) aplicada ao objeto. Em problemas simples unidimensionais podemos tratar apenas o módulo (valor) da força. -
é a massa do objeto, medida em quilogramas (kg). -
é a aceleração produzida pela força, medida em metros por segundo ao quadrado ( ). - A razão dessa fórmula é a Segunda Lei de Newton: a força resultante sobre um corpo é igual à sua massa vezes a aceleração que ela causa. É uma relação direta e linear: se dobrar a massa mantendo a mesma força, a aceleração cai pela metade; se dobrar a força com a mesma massa, a aceleração dobra.
Passo 3
Unidades e definição de Newton:
- A unidade derivada de força no SI é o newton,
. - Um newton corresponde a
.
Portanto, quando multiplicamos massa empor aceleração em , o resultado já fica em , que é igual a .
Passo 4
Substituindo os dados na fórmula. Primeiro escrevo a relação e depois substituo os valores fornecidos:
Passo 5
Interpretação final e dicas para a prova:
- Converter a unidade
para : . Então o valor calculado corresponde a . - Em questões de prova, sempre verifique unidades e se a aceleração e a massa estão no SI (kg e
). Se houver direção (por exemplo “para a frente”), informe também o sentido da força; aqui não foi pedido, então basta o módulo. - Se aparecerem forças como atrito, gravidade, ou outras, lembre-se de que a fórmula usa a força resultante (soma vetorial das forças). Neste exercício foi pedido diretamente a força necessária, então usamos a relação direta.