Um trenó e seu ocupante, com uma massa total de
, descem uma encosta e atingem um trecho horizontal retilíneo com uma velocidade inicial de
. Se uma força desacelera o trenó até o repouso a uma taxa constante de
. (a) qual é o módulo da força F , (b) que distância d o trenó percorre até parar e (c) que trabalho W é realizado pela força sobre o trenó? Quais são os valores de (d) F, D e W se a taxa de desaceleração é de
?
Passo 1
O enunciado dá um trenó mais ocupante de massa total
kg que atinge o trecho horizontal com velocidade inicial
m/s e é freado por uma força constante, de modo que a desaceleração tem módulo
. Pede-se (a) o módulo da força
, (b) a distância
até parar e (c) o trabalho
dessa força, primeiro para
m/
e depois, em (d), para
m/
. Para resolver usamos a segunda lei de Newton
, a equação cinemática
e a definição de trabalho de força constante
.
Passo 2
Calcular
para
m/
pela segunda lei de Newton:
Passo 3
Calcular a distância
até parar usando
com
e
m/
(sinal negativo por ser desaceleração):
Passo 4
Calcular o trabalho
, lembrando que a força é anti-paralela ao deslocamento
:
Passo 5
Repetir para
m/
:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)
(d)
,
e