Caiu no vestibular

Carrinho na rampa

(UEA)
Uma senhora empurra um carrinho de supermercado de massa total 80 kg por uma ladeira plana, em linha reta, mantendo sua velocidade constante, como mostra a figura 1. Percebendo a dificuldade da senhora, um rapaz passa a ajudá-la puxando o carrinho para cima com uma força paralela a rampa, constante e de intensidade F, conforme a figura 2.

Desprezando-se qualquer força de atrito, a intensidade de F, aplicada pelo rapaz, para que o carrinho adquira uma aceleração escalar constante de módulo 0,25 m/s² e, em N, igual a:

a) 4,0     b) 8,0     c) 16     d) 20     e) 24

Resolução:

Seja P_t a componente tangencial do peso do carrinho. Na situação inicial, o movimento do carrinho é retilíneo e uniforme. Nestas condições, a resultante das forças que agem no carrinho é nula. Logo: F_S = P_t (1)

Na segunda situação o carrinho sobe acelerado com aceleração a = 0,25 m/s².

Aplicando a Segunda Lei de Newton, temos:

F_resultante = m.a => F + F_S – P_t = m.a
Mas de (1), sendo F_S = P_t, vem: F = m.a => F = 80.0,25 => F = 20 N

Resposta: d