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Um corpo de massa 500g, partindo do repouso, atinge a velocidade de 72 km/h, após percorrer 200m sobre uma pista retilínea. Desprezando-se as forças dissipativas, assinale a alternativa que indica o módulo da força aplicada ao corpo para ocorrer essa variação em sua velocidade.

Um corpo de massa 500g, partindo do repouso,
atinge a velocidade de 72 km/h, após percorrer
200m sobre uma pista retilínea. Desprezando-se as
forças dissipativas, assinale a alternativa que
indica o módulo da força aplicada ao corpo para
ocorrer essa variação em sua velocidade.

Resposta:

A alternativa correta é D)

Para resolver esse problema, vamos utilizar a fórmula de Newton para a força: F = Δp / Δt, onde F é a força aplicada, Δp é a variação do momento linear do corpo e Δt é o tempo necessário para que essa variação ocorra.Primeiramente, precisamos calcular a variação do momento linear do corpo. O momento linear é dado pelo produto da massa do corpo pela sua velocidade. Como a massa do corpo é de 500g = 0,5 kg, e a velocidade inicial é 0 (pois o corpo parte do repouso), temos que o momento linear inicial é 0. Já a velocidade final é de 72 km/h = 20 m/s. Portanto, o momento linear final é de 0,5 kg × 20 m/s = 10 kg m/s.A variação do momento linear, então, é de 10 kg m/s - 0 kg m/s = 10 kg m/s.Agora, precisamos calcular o tempo necessário para que essa variação ocorra. Sabemos que o corpo percorreu 200m em sua aceleração. Podemos utilizar a fórmula para o espaço percorrido por um corpo que se move com aceleração constante: s = v₀t + (1/2)at², onde s é o espaço percorrido, v₀ é a velocidade inicial, t é o tempo e a é a aceleração.Como a velocidade inicial é 0, temos que: 200m = (1/2)at². Podemos reorganizar essa equação para calcular a aceleração: a = 200m / (1/2)t² = 400m / t².Agora, podemos utilizar a fórmula para a velocidade final de um corpo que se move com aceleração constante: v = v₀ + at. Como a velocidade inicial é 0 e a velocidade final é de 20 m/s, temos que: 20 m/s = 0 + at.Substituindo a expressão para a aceleração, temos que: 20 m/s = 400m / t² × t = 400m / t. Podemos reorganizar essa equação para calcular o tempo: t = 400m / 20 m/s = 20s.Agora que temos o tempo, podemos calcular a força aplicada. Substituindo os valores na fórmula de Newton, temos que: F = Δp / Δt = 10 kg m/s / 20s = 0,5 N.Portanto, a alternativa correta é a D) 0,50 Newton.
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