Question

Uma motocicleta com uma velocidade de 20 m/s é freada de modo uniforme por um força de 750 N. Sua massa é igual a 150 kg. Calcule a distância percorrida pela motocicleta até parar.​

Answer 1

Olá, boa noite.

Para resolvermos esta questão, devemos nos relembrar de algumas propriedades estudadas sobre movimento uniformemente variado.

Seja uma motocicleta com uma velocidade de $20~m/s$ freada por uma força uniforme de $750~N$. Sendo sua massa igual a $150~kg$, devemos determinar a distância percorrida pela motocicleta antes de parar.

Para isso, utilizaremos a 2ª lei de Newton e a Equação de Torricelli.

Observe que a força se opõe ao movimento da motocicleta, logo utilizamos o sinal negativo para denotar isso.

A 2ª lei de Newton nos permite calcular a aceleração que age sobre a motocicleta a partir da fórmula: $F=m\cdot a$

Substituindo $F=-750$ e $m=150$, temos:

$-750=150\cdot a$

Divida ambos os lados da equação por $150$

$a=\dfrac{-750}{150}\\\\\\ a = -5~m/s^2$.

Então, utilizamos a Equação de Torricelli: $v^2={v_0}^2+2a\Delta{S}$, em que $v$ é a velocidade final, $v_0$ é a velocidade inicial, $a$ é a aceleração que age sobre o corpo e $\Delta S$ é o deslocamento.

Visto que a motocicleta freará completamente, sua velocidade final será igual a zero.

Substituindo $v=0,~v_0=20$ e $a=-5$, temos:

$0^2=20^2+2\cdot(-5)\cdot\Delta S$

Calcule as potências e multiplique os valores

$0=400-10\Delta S$

Subtraia $400$ em ambos os lados da equação

$-10\Delta S = -400$

Divida ambos os lados da equação por $-10$

$\Delta S = 40~m$

Este foi o deslocamento ou distância percorrida pela motocicleta antes de ser freada por essa força.