Enunciado

Um submarino de 1450 kg sobe em linha reta em direção à superfície. A água do mar exerce uma força de empuxo ascendente de 16140 N no submarino e uma força resistiva para baixo de 1030 N. Qual é a aceleração do submarino?

Passo 1

Oiii tudo bem?

Esse é um problema muito legal, em que vamos aplicar conceitos aprendidos durante o capítulo em uma situação de vida real. Então, vamos lá!

Passo 2

Fiz um diagrama de corpo livre para as forças agindo no submarino, pra ficar mais fácil pra gente visualizar.

Além da força flutuante ascendente B → e da força resistiva descendente R → , uma força gravitacional descendente ( m ⋅ g → ) atua no submarino, onde m denota a massa do submarino.

Porque o submarino não está em contato com qualquer superfície rígida, nenhuma força normal é exercida sobre ele. Vamos calcular a aceleração do submarino usando a segunda lei de Newton, usando o diagrama de corpo livre como guia.

Passo 3

Escolhendo para cima como direção positiva, somamos as forças atuando no submarino para encontrar a força resultante F . De acordo com Segunda lei de Newton, a aceleração a é

a = ∑ F m = B - R - m g m = 16140 N - 1030 N - 1450 k g 9,80 m / s 2 1450 k g → a = 0,62 m / s 2

Como é uma aceleração positiva, ela está na direção para cima.

Resposta

a = 0,62 m / s 2

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