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Um corpo de massa 3 kg, inicialmente em repouso, está sobre uma superfície
horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal de intensidade constante igual a 4,5 N atua
no corpo durante 20 s, calcule:
a) Qual a aceleração adquirida pelo corpo durante o tempo em que a força atua?
b) Qual a velocidade do corpo quando a força deixa de atuar?
c) Qual a distância percorrida pelo corpo até que a força deixe de atuar?
Dados do problema
•
•
•
•
massa do corpo:
velocidade inicial do corpo:
força aplicada ao corpo:
intervalo de tempo em que a força atua no corpo:
m = 3 kg;
v 0 = 0;
F = 4,5 N;
t = 20 s.
Esquema do problema
figura 1
Adota-se um sistema de referência orientado para a direita com o corpo inicialmente
em repouso na origem.
Solução
a) Isolando o corpo da superfície em que está apoiado e pesquisando as forças que atuam nele
temos (figura 2)
direção horizontal:
•
F: força aplica ao corpo.
direção vertical:
•
•
N: força de reação normal da superfície no corpo;
P: força peso.
figura 2
Na direção vertical não há movimento, a força normal e a força peso se anulam.
Na direção horizontal a única força que existe é a força aplicada ao corpo, a resultante
nesta direção será a própria força F, aplicando a 2.ª Lei de Newton temos
FR = m a
F =ma
4,5 = 3 a
a=
4,5
3
a = 1,5 m/s 2
b) Como o corpo está sob aceleração constante ele está em Movimento Retilíneo
Uniformemente Variado (M.R.U.V.), aplicando a função horária da velocidade obtemos
1
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v = v0 +a t
v = 0 + 1,5 . 20
v = 30 m/s
c) Aplicando a função do espaço percorrido para o Movimento Retilíneo Uniformemente
Variado (M.R.U.V.), temos
a 2
t
2
1,5
S = 0 + 0 . 20 +
. 20 2
2
1,5
S=
. 400
2
S = 1,5 . 200
S = S0 + v 0 t +
S = 300 m
2