Um corpo de massa 3 kg, inicialmente em repouso, está sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal de intensidade constante igual a 4,5 N atua no corpo durante 20 s. Calcule:
a) Qual a aceleração adquirida pelo corpo durante o tempo em que a força atua?
b) Qual a velocidade do corpo quando a força deixa de atuar?
c) Qual a distância percorrida pelo corpo até que a força deixe de atuar?

 

Dados do problema:

• Massa do corpo:    m = 3 kg;
• Velocidade inicial do corpo:    v₀ = 0;
• Força aplicada ao corpo:    F = 4,5 N;
• Intervalo de tempo em que a força atua no corpo:    t = 20 s.

Esquema do problema:

Adotamos um sistema de referência orientado para a direita, com o corpo inicialmente em repouso na origem (Figura 1).

Fazendo um Diagrama de Corpo Livre, temos as forças que atuam no bloco (Figura 2).

Solução:

a) Aplicando a 2.ª Lei de Newton

Na direção vertical, não há movimento, a força normal e a força peso se anulam.
Na direção horizontal, a única força que existe é a força aplicada ao corpo, que será a resultante nesta direção, em módulo

 

b) Como o corpo está com aceleração constante, ele está em Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.), aplicando a função horária da velocidade

 

c) Aplicando a função do espaço percorrido para o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.)