Enunciado

Uma carreta de brinquedo pesando 4,5 k g está em aceleração por uma linha reta ( e i x o   x ) . O gráfico da figura 4.33 mostra essa aceleração em função do tempo.

  1. Ache a força resultante máxima que atua sobre esse objeto. Quando essa força máxima ocorre?
  2. Em que instantes a força resultante sobre o objeto é constante?

Quando a força resultante é igual a zero?

Passo 1

Fala aí! como vai?

Nesse problema temos uma carreta de brinquedo pesando 4,5 k g que está em aceleração por uma linha reta. O gráfico do enunciado mostra essa aceleração em função do tempo.

A partir daí temos que obter a força resultante máxima que atua sobre esse objeto e quando isso ocorre e tambem em que instantes a força resultante sobre o objeto é constante e quando a força resultante é igual a 0 .

Parece complicado?

Para resolver esse problema temos que aplicar a segunda lei de Newton

F = m a

Veja só!

Passo 2

(a) A força resultante máxima ocorre onde a aceleração aplicada for máxima. Isso por causa da segunda lei de Newton, onde a força resultante é:

F = m ⋅ a

Pelo gráfico, temos que a aceleração parte do zero e vai aumentando de valor. Atinge um valor máximo de 10 m / s 2 no instante t = 2 s , permanece com esse valor máximo até o instante t = 4 s e depois vai gradativamente diminuindo de valor, até voltar ao zero.

E a força? Ela segue o mesmo ritmo da aceleração: vai ser máxima entre os instantes t = 2 e 4 s . E seu valor? Bom, aqui entra a segunda lei de Newton de novo:

F = m ⋅ a

Como a massa do objeto é de 4,5 k g e a aceleração máxima é 10 m / s 2 então a força máxima vai ser:

F m á x = 4,5 ⋅ 10 = 45 N

Tranquilo até aqui?

Passo 3

(b) A força resultante, como comentei ali em cima, segue o mesmo ritmo da aceleração. Então temos que entre os instantes 2 e 4 a aceleração é constante, consequentemente, a força nesse intervalo também será constante.

Show?

Passo 4

(c) E quando a força resultante é zero? Ela vai ser zero quando a aceleração for zero. No gráfico isso ocorre nos instantes t = 0 e t = 6 .

E aí! entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

a ) 45 N ,   o   m á x i m o   o c o r r e   e n t r e   o s   i n s t a n t e s   2   e   4 s .

b ) F   é   c o n s t a n t e   e n t r e   o s   i n s t a n t e s   2   e   4 s

c )   F = 0   e m   t = 0   e   t = 6 s

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