Uma partícula com 4kg de massa tem velocidade de 20m/s. Em um dado instante, uma força constante de 50N atua sobre a partícula no mesmo sentido do seu movimento. Sabendo que a velocidade final da partícula é de 30m/s, o tempo de atuação da força sobre a partícula foi de
- A)0,2s.
Errada, porque 0,2 s daria uma variação de velocidade muito pequena para uma aceleração de 12,5 m/s².
- B)0,4s.
Errada, pois em 0,4 s a velocidade aumentaria só 5 m/s, chegando a 25 m/s, e não 30 m/s.
- C)0,8s.
Certa, pois com a = 12,5 m/s² a variação de 10 m/s exige t = 10/12,5 = 0,8 s.
- D)1,0s.
Errada, porque em 1,0 s a velocidade iria de 20 m/s para 32,5 m/s, passando do valor final dado.
- E)1,2s.
Errada, pois 1,2 s produziria aumento de 15 m/s, levando a 35 m/s, acima do enunciado.
Gabarito: C
Aqui a ideia é bem direta: força constante em uma partícula gera aceleração constante, então o movimento é uniformemente variado. Quando a força atua no mesmo sentido da velocidade, a rapidez aumenta, ou seja, a velocidade final fica maior que a inicial. Primeiro, use a 2ª lei de Newton: F = m.a. Com F = 50 N e m = 4 kg, vem a = 50/4 = 12,5 m/s². Isso significa que a velocidade cresce 12,5 metros por segundo a cada segundo, um ritmo bem acelerado, sem drama. Depois, use a equação da velocidade no MRUV: v = v0 + a.t. Substituindo os dados, 30 = 20 + 12,5.t. Então 10 = 12,5.t, logo t = 0,8 s. Por isso o gabarito é a alternativa C. A conta é curta, mas a banca gosta mesmo é de ver se você enxerga a ligação entre força, aceleração e variação da velocidade sem confundir com fórmulas de espaço.