Questões Física Mecânica

Um garoto chuta uma bola de futebol de 400g exercendo sobre ela uma força de 20N. Deter...

Responda: Um garoto chuta uma bola de futebol de 400g exercendo sobre ela uma força de 20N. Determine quanto tempo, em segundos, essa força deve atuar sobre a bola para que ela saia do repouso e atinja uma v...


Q545902 | Física, Mecânica, Aeronavegantes, Ministério da Defesa Comando da Aeronáutica, EEAR, 2018

Um garoto chuta uma bola de futebol de 400g exercendo sobre ela uma força de 20N. Determine quanto tempo, em segundos, essa força deve atuar sobre a bola para que ela saia do repouso e atinja uma velocidade de 10 m/s.

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David Castilho
Por David Castilho em 31/12/1969 21:00:00
Para resolver essa questão, podemos utilizar a Segunda Lei de Newton, que relaciona a força resultante aplicada a um objeto com a aceleração que ele adquire. A fórmula da Segunda Lei de Newton é dada por:

\[ F = m \times a \]

Onde:
- \( F \) é a força resultante em Newtons (N),
- \( m \) é a massa do objeto em quilogramas (kg),
- \( a \) é a aceleração do objeto em \( m/s^2 \).

Além disso, podemos utilizar a equação da Cinemática para relacionar a aceleração com a velocidade final, a velocidade inicial e o tempo. A fórmula da Cinemática é dada por:

\[ v = v_0 + a \times t \]

Onde:
- \( v \) é a velocidade final em \( m/s \),
- \( v_0 \) é a velocidade inicial em \( m/s \),
- \( a \) é a aceleração em \( m/s^2 \),
- \( t \) é o tempo em segundos.

Sabemos que a massa da bola é de 400g, o que equivale a 0,4kg. A força aplicada é de 20N e a velocidade final desejada é de 10 m/s.

Vamos começar calculando a aceleração da bola usando a Segunda Lei de Newton:

\[ F = m \times a \]
\[ 20 = 0,4 \times a \]
\[ a = \frac{20}{0,4} \]
\[ a = 50 \, m/s^2 \]

Agora, vamos utilizar a equação da Cinemática para encontrar o tempo necessário para a bola atingir a velocidade de 10 m/s:

\[ v = v_0 + a \times t \]
\[ 10 = 0 + 50 \times t \]
\[ t = \frac{10}{50} \]
\[ t = 0,2 \, segundos \]

Portanto, o tempo necessário para a bola atingir a velocidade de 10 m/s é de 0,2 segundos.

Gabarito: b) 0,2
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