Questão de Mecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia) — ENEM
Em uma feira de tecnologia automotiva, engenheiros apresentam à população um carro elétrico cujo motor é capaz de imprimir ao veículo uma aceleração constante durante as primeiras arrancadas. Para explicar o desempenho, eles recorrem à segunda lei de Newton, segundo a qual a força resultante aplicada a um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração que ele adquire, expressão escrita como F = m · a. No exemplo demonstrado ao público, o automóvel tem massa de 1200 quilogramas e o motor o faz partir com uma aceleração de 2 metros por segundo ao quadrado. Os engenheiros destacam que conhecer essa força ajuda a projetar veículos mais eficientes e seguros. Considerando a massa informada e a aceleração medida durante a arrancada, qual é a intensidade da força resultante que o motor aplica sobre esse carro?
A600 N
B1200 N
C1800 N
E4800 N
Gabarito comentado
A segunda lei de Newton liga a causa do movimento, a força resultante, ao efeito produzido, a aceleração, por meio da massa do corpo (F = m·a). Quanto maior a massa, maior a força necessária para a mesma aceleração, princípio essencial no projeto de veículos e de muitas tecnologias.
Resolução passo a passo
A segunda lei de Newton afirma que a força resultante é o produto da massa pela aceleração, ou seja, F = m · a. No carro apresentado, a massa é de 1200 quilogramas e a aceleração é de 2 metros por segundo ao quadrado. Substituindo na expressão, temos F = 1200 × 2 = 2400 newtons. O valor 600 N resultaria de dividir a massa por 2; 1200 N apenas repete a massa, ignorando a aceleração; 1800 N não corresponde a nenhuma combinação válida dos dados; 4800 N dobra indevidamente o produto correto. Apenas 2400 N multiplica corretamente a massa pela aceleração, sendo a força resultante que o motor aplica ao veículo durante a arrancada.