Question

Partindo do repouso, um carro de Fórmula 1 atingiu a velocidade de 180 km/h após percorrer 120 m em uma pista plana e horizontal. Considerando que a massa do carro era 720 kg, a intensidade média da força resultante que atuou sobre o carro nesse movimento foi de:

como resolver por quantidade de movimento?
a resposta é 7,5 .$10^{3}$

Answer 1

Existe uma grandeza física que serve para calcular a variação da quantidade de movimento de um corpo, denominada impulso. Existem duas fórmulas para o impulso,sendo essas:

$I=\alpha Q\\I=F_{M}.\alpha T$

Sendo I o impulso, αQ e αT, respectivamente, as variações de quantidade de movimento e tempo e Fm a força resultante(se esta não for constante, usamos a força média).Temos então a seguinte equação juntado as duas:

$\alpha Q=F_{M}.\alpha T$

Vamos achar primeiramente o tempo decorrido usando as fórmulas:

$V^2=V_{0}^2+2.a.D\\V+V_0+a.\alpha T$

A primeira fórmula será usada para achar a aceleração e a segunda para o tempo propriamente dito,lembrando que iremos considerar a velocidade inicial igual a 0 e que 180KM/h=50m/s:

$50^2=0^2+2.a.120\\240.a=2500\\a=250/24$

Agora achamos o tempo:

$V=V_0+a.\alpha t\\50=0+250/24.\alpha T\\\alpha T =50.24/250\\\alpha T =4,8s$

Voltamos à fórmula inicial:

$\alpha Q=F_{M}.\alpha T\\m.(V-V_0)=F_{M}.4,8\\F_{M}=720.(50-0)/4,8\\F_{M}=7500N$

Answer 2

A intensidade média da força resultante que atuou sobre o carro nesse movimento foi de 7500 N.

Impulso e Quantidade de Movimento

O impulso de uma força é considerada uma grandeza física vetorial que se relaciona com a intensidade da força aplicada em um corpo e o tempo de duração dessa força.

I = F. Δt

Onde,

• Δt = tempo (segundos)
• F = força (N)
• I = impulso (N.s)

O impulso de uma força também equivale à variação da quantidade de movimento sofrida pelo corpo-

I = ΔQ

F. Δt = ΔQ

Para calcular o tempo que o carro levou para atingir a velocidade de 180 km/h (50 m/s), deveremos descobrir o valor da aceleração-

V² = Vo² + 2aΔS

50² = 2. a. 120

a = 10,42 m/s²

Calculando o intervalo de tempo-

a = ΔV/Δt

10,42 = 50/Δt

Δt = 4,8 segundos

Calculando a força média-

F. Δt = ΔQ

F. 4,8 = 720. 50

F = 7500 N

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