Um veículo experimental pode ser acelerado partindo do repouso até a velocidade de
. a) Calcule a aceleração. b) Que força será necessária para realizar isto se
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de Física juntos! A questão fala sobre como acelerar um veículo que está parado até atingir uma certa velocidade em um certo tempo. Vamos precisar usar conceitos de cinemática, que estuda o movimento, e dinâmica, que trata das forças envolvidas. Para resolver, vamos calcular a aceleração do veículo e a força necessária para isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as unidades que temos. A velocidade final está em quilômetros por hora (Km/h), e o tempo está em segundos (s). Para facilitar os cálculos, é melhor converter a velocidade para metros por segundo (m/s).
A conversão é assim:
Então, multiplicamos 1600 Km/h por 0,27778 para converter para m/s:
Passo 3
Agora que temos a velocidade em m/s, vamos calcular a aceleração. A aceleração (
) é a variação da velocidade (
) dividida pelo tempo (
):
Nesse caso, a velocidade inicial (
) é 0 m/s (pois o veículo parte do repouso) e a velocidade final (
) é 444,44 m/s. O tempo (
) é 1,8 s.
Então:
Passo 4
Agora que temos a aceleração, vamos calcular a força necessária para isso. Usamos a segunda lei de Newton, que diz que a força (
) é igual à massa (
) multiplicada pela aceleração (
):
A massa (
) é 500 kg e a aceleração (
) é 246,91 m/s².
Então:
Resposta
a) A aceleração do veículo é aproximadamente
.
b) A força necessária para realizar essa aceleração é
.