Um caminhão, cuja massa é de 5,0 toneladas, desloca-se a uma velocidade constante de 54 km/h em uma via retilínea. À sua frente, um semáforo com luz vermelha acionada indica a necessidade de parada do veículo. Para que o movimento de freamento se dê em uma distância de 50 m, a força exercida sobre o caminhão deverá ser de, aproximadamente,

Um caminhão, cuja massa é de 5,0 toneladas, desloca-se a uma velocidade constante de 54 km/h em uma via retilínea. À sua frente, um semáforo com luz vermelha acionada indica a necessidade de parada do veículo. Para que o movimento de freamento se dê em uma distância de 50 m, a força exercida sobre o caminhão deverá ser de, aproximadamente,

• A)0,76 kN.
• B)2,7 kN.
• C)11,3 kN.
• D)22,5 kN.
• E)146 kN.

Vamos calcular a força necessária para frear o caminhão. Para isso, vamos utilizar a fórmula de Newton: F = Δp / Δt. Primeiramente, precisamos calcular a variação de momento linear (Δp) do caminhão. O momento linear é definido como o produto da massa pelo vetor velocidade. Como a massa é de 5,0 toneladas (ou 5000 kg) e a velocidade é de 54 km/h, precisamos converter a velocidade para metros por segundo. 54 km/h é igual a 15 m/s. Portanto, o momento linear inicial é de 5000 kg × 15 m/s = 75.000 kg m/s.

Para parar o caminhão em 50 metros, precisamos reduzir a velocidade para 0 m/s. Portanto, a variação de momento linear é de 75.000 kg m/s. Agora, precisamos calcular o tempo de freamento (Δt). Podemos utilizar a fórmula: Δt = Δs / v_médio, onde Δs é a distância de freamento (50 m) e v_médio é a velocidade média durante o freamento. Como a velocidade inicial é de 15 m/s e a velocidade final é de 0 m/s, a velocidade média é de (15 + 0) / 2 = 7,5 m/s. Portanto, o tempo de freamento é de 50 m / 7,5 m/s = 6,67 s.

Agora, podemos calcular a força necessária para frear o caminhão. F = Δp / Δt = 75.000 kg m/s / 6,67 s ≈ 11.250 N. Convertendo para kN, obtemos 11,25 kN, que é muito próximo da opção C) 11,3 kN. Portanto, a resposta certa é a opção C).