Exercícios Resolvidos de Segunda Lei de Newton

Um corpo de massa igual a 6,0 k g move-se com velocidade constante de 0,4 m / s , no intervalo de 0 s a 0,5 s . Considere que, a partir de 0,5 s , esse corpo é impulsionado por uma força de módulo constante e de mesmo sentido que a velocidade, durante 1,0 s . O gráfico abaixo ilustra o comportamento da força em função do tempo.

Calcule a velocidade do corpo no instante t = 1,5 s .

Passo 1

Opa!! Nessa questão queremos saber a velocidade de um carro quando t = 1,5 s .

No início, ele tava em um movimento uniforme, ou seja, com velocidade constante v = 0,4 m / s .

Então no instante t = 0,5 s , a velocidade dele ainda era 0,4 m / s , mas agora uma força foi aplicada nele. Bom, se temos força, temos aceleração (pela segunda lei de Newton).

Então vamos descobrir essa aceleração:

F = m a

12 = 6 a

a = 2 m / s 2

Maravilha!!

Agora que temos uma aceleração agindo, o movimento é uniformemente variado, e a velocidade varia com o tempo de acordo com:

v = v 0 + a ∆ t

Se a gente quer saber a velocidade quando o tempo t é 1.5s, vamos substituir na equação,

considerando que a força só começou a atuar no instante 1.0s:

v = v 0 + a ( 1.5 - 0.5 )

Isso porque vamos considerar só o tempo em que a força atuou no corpo, ok?! Além disso, vimos que a aceleração vale 2 m / s 2 e que a velocidade inicial, ou seja, no inicio do movimento quando a força foi aplicada, era de 0,4 m / s . Então:

v = 0.4 + 2 × 1

v = 2.4 m / s 2

Show??!

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Resposta

v = 2.4 m / s 2

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