Enunciado

Um veleiro de 500 kg com seus tripulantes veleja a favor do vento a 12 km/h quando sua vela-balão é içada para aumentar a velocidade do veleiro. Determine a força resultante fornecida pela vela durante o intervalo de 10 s que o veleiro leva para atingir uma velocidade de 18 km/h.

Passo 1

Essa é uma questão legal para se resolver. Para determinar a força resultante que a vela fornece ao barco durante 10 s vamos utilizar o nosso conhecido princípio de impulso e quantidade de movimento linear. Então, primeiro vamos apresentar o diagrama de corpo livre para esse problema:

Para esse movimento, o impulso promovido pela força da vela e quantidade de movimento linear, para a direção x (direção do movimento), são relacionados como:

m v 1 + F v e l a t = m v 2

Passo 2

Antes de continuar a utilizar a equação, vamos converter as velocidades para m/s:

v 1 = 12 ÷ 3,6 = 3,33   m / s

v 2 = 18 ÷ 3,6 = 5,0   m / s

Substituindo esses valores na equação apresentada no passo 1 temos:

F v e l a = m v 2 - v 1 t = 500 5 - 3,33 10

F v e l a = 83,5   N

Resposta

F v e l a = 83,5   N

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