FACISB 2014 — questão 47 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a força resultante média que leva o avião do repouso a 252 km/h em 35 s.

Passo 1 — a velocidade no SI. Para passar de km/h para m/s, divide-se por 3,6:

$$v = \frac{252}{3{,}6} = 70\ \text{m/s}$$

Passo 2 — a aceleração média. Ela é a variação da velocidade dividida pelo tempo:

$$a_m = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{70 - 0}{35} = 2{,}0\ \text{m/s}^2$$

Passo 3 — a força resultante média. Pela segunda lei de Newton, a resultante é massa vezes aceleração:

$$F_m = m\,a_m = 7{,}0 \times 10^{4} \times 2{,}0$$

$$F_m = 1{,}4 \times 10^{5}\ \text{N}$$

Conferindo pelo impulso: a resultante média vezes o tempo é a variação da quantidade de movimento: $F_m \cdot 35 = 7{,}0 \times 10^{4} \times 70 = 4{,}9 \times 10^{6}$ N·s, e $4{,}9 \times 10^{6}/35 = 1{,}4 \times 10^{5}$ N.

⚠️ A armadilha: esquecer de converter km/h para m/s. Com 252 no lugar de 70, a aceleração fica 7,2 m/s² e a força, cerca de $5{,}0 \times 10^{5}$ N, que não bate com nada. Outro tropeço é parar na quantidade de movimento ($4{,}9 \times 10^{6}$) e confundir a potência de dez com a da alternativa C.

A ideia em uma frase: força resultante média = massa × variação da velocidade ÷ tempo, sempre com a velocidade em m/s.

Resposta: alternativa E ($1{,}4 \times 10^{5}$ N).