Um carro que pesa 1,30 × 10 4   N está se movendo a 40   k m / h quando os freios são aplicados, fazendo o carro parar depois de percorrer 15   m . Supondo que a força aplicada pelo freio é constante, determine:

a ) O módulo da força aplicada pelo freio;

Passo 1

E aí pessoal, como vocês estão?

Nessa questão temos um carro em movimento, cujo freio é acionado até que ele pare. No momento que o freio é acionado, temos uma v 0 :

v 0 = 40   k m / h

Após o freio ser acionado (e, considerando que a força do freio é constante), o carro percorre 15   m até parar.

Queremos calcular a força aplicada pelo freio.

Como a única força atuando no carro é a do freio, temos que ela é a força resultante. E, pela segunda lei de Newton, podemos escrever que:

F r → = m ⋅ a →

Onde:

F r → é a força resultante;

m é a massa do objeto;

a → é a aceleração do objeto;

Pra calcular a aceleração, podemos ainda usar a equação de Torricelli:

v f 2 = v 0 2 + 2 a Δ S

Show de bola! Sabendo de tudo isso, podemos detonar a questão 😊

Passo 2

Vamos começar calculando a aceleração que o freio impôs ao carrinho, ou seja, a desaceleração.

Como a velocidade final do carro é nula, temos:

v f = 0   m / s

Vamos passar a velocidade inicial para m / s :

v 0 = 40 k m h = 40 3,6 m s

Massa! Daí, substituindo em Torricelli, vem:

0 2 = 40 3,6 2 + 2 ⋅ a ⋅ 15

∴ a = - 40 3,6 2 ⋅ 1 30   ( m / s 2 )

O sinal negativo indica apenas que se trata de uma desaceleração.

Passo 3

Agora podemos usar a segunda lei de Newton para calcular a força resultante, isto é, a força imposta pelo freio.

Temos:

F r = m ⋅ a

= 1,3 ⋅ 10 4 ⋅ 40 3,6 2 ⋅ 1 30

Logo:

F r = 5,35 ⋅ 10 4   N

Prontinho galera, curtiram a solução?

Responde Aí!

Resposta

F r = 5,35 ⋅ 10 4   N

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