Gabarito disponível
Considere um submarino de diâmetro d e um conjunto motor e hélice capaz de produzir um impulso no eixo do submarino de massa m que obedece à seguinte função: E(V)=b.V. Considere também que o arrasto hidrodinâmico obedece à função A(V)=1/2. Cₛ.A.V² e assinale a opção que apresenta a aceleração em função da velocidade.
Resolução comentada
Pela 2ª Lei de Newton, a = (empuxo − arrasto)/m, com A = πd²/4.
m·a = E − A = bV − ½·Cₛ·A·V², com área frontal A = πd²/4. Logo m·a = bV − (Cₛπd²V²)/8, e a = (8bV − Cₛπd²V²)/(8m).
Análise das alternativas
A) Soma o arrasto, quando ele se opõe ao movimento. B) Falta dividir pela massa e o fator de área está errado. D) O fator 8 não foi aplicado ao termo bV. E) Usa a área do submarino sem converter para πd²/4.
Referência: Mecânica: 2ª Lei de Newton com arrasto quadrático.
Resolução comentada do VaiConcursos.