B) uma bike, de massa igual a 13000g tem velocidade de 24 km/h quando os freios são acionados, o que provoca uma desaceleração constante, fazendo com que a Bike pare em 2s. Quanto vale a força aplicada pelos freios a Bicicleta.
Soluções para a tarefa
Resposta:
De acordo com a segunda lei de Newton, a relação entre força, massa e aceleração é:
F = m.a
Nesse caso, já temos a massa da bike é de 13kg e é nos dada a informação de que ele está na velocidade inicial de 24km/h e que sua desaceleração é constante, parando após 2s.
Utilizando a equação do Movimento Uniformemente Variado:
v = vo + a.Δt
Assumindo q v é 0, porque a bike para após os 2s.
convertendo vo para m/s = 24km/h/3,6 ≅ 6,66m/s
-vo = a.Δt
-vo/Δt = a
-6,66ms-¹/2s = a
-3,33m/s² = a
Aceleração é negativa porque o veículo está desacelerando.
Substituindo na equação F = m.a
F = 13kg.-3,33ms²
F = -43,29N
A força tem sinal negativo, já que se opõe ao movimento da bike.
Explicação:
Solução da questão
Coletando os dados fornecidos pelo enunciado :
m = 13000 g = 13 kg -> massa da bike
v0 = 24 km/h / 3,6 = 6.67 m/s -> velocidade inicial da bike
v = 0 km/h = 0 m/s -> velocidade final da bike
a = ? m/s²-> desaceleração
t = 2 s -> intervalo de tempo que a bike demorou para parar
Fr = ? (N) -> força aplicada pelos freios da bike
Encontrando a desaceleração da bike :
v = v0 + a t
v - v0 = a t
0 - 6,67 (m/s) = a . 2
- 6,67 (m/s) = a . 2 (s)
-6,67 (m/s) / 2 (s)= a . 2 (s) / 2 (s)
- 3.33 (m/s²) = a
Encontrando a força aplicada pelos freios afim de causar desaceleração de -12 m/s² para isso basta aplicar a 2 ª lei de Newton que é a seguinte relação :
Fr = m . a
Fr = 13 (kg) . ( - 3,33 (m/s²) )
Fr = - 43,3 (N)
A força aplicada pelos freios da bike tem módulo de 43,3 (N) newton .
