Um policial está parado no acostamento de uma de uma rodovia...

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Q2113999 Física
Um policial está parado no acostamento de uma de uma rodovia plana e reta quando vê passar por ele um veículo com velocidade constante de 144 km/h. Como o veículo está trafegando com uma velocidade muito acima da permitida para a via, o policial imediatamente resolve utilizar seu carro para perseguir o motorista infrator. Considere que o primeiro veículo mantém a mesma velocidade em todo o trajeto e que o policial o persegue mantendo uma aceleração constante de 5 m/s². No momento em que o policial consegue atingir a velocidade do carro que está perseguindo, a distância que separa o policial do veículo perseguido é de quantos metros? 
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Primeiro, precisamos converter a velocidade do veículo infrator para metros por segundo. Sabendo que 1 km/h é igual a 1000/3600 m/s, temos:

144 km/h * (1000/3600) = 40 m/s

Agora, vamos analisar o momento em que o policial atinge a mesma velocidade do veículo infrator. Como a aceleração do policial é de 5 m/s², podemos usar a fórmula da velocidade final (v) em função da aceleração (a) e do tempo (t):

v = a * t

40 m/s = 5 m/s² * t

t = 8 s

Agora que sabemos que o policial leva 8 segundos para atingir a mesma velocidade do veículo infrator, podemos calcular a distância percorrida por ambos durante esse tempo. Para o veículo infrator, temos:

Distância = Velocidade * Tempo

Distância = 40 m/s * 8 s

Distância = 320 m

Para o policial, usaremos a fórmula da distância percorrida em função da aceleração e do tempo:

Distância = (1/2) * a * t²

Distância = (1/2) * 5 m/s² * (8 s)²

Distância = (1/2) * 5 m/s² * 64 s²

Distância = 160 m

Agora, para encontrar a distância que separa o policial do veículo perseguido, basta subtrair a distância percorrida pelo policial da distância percorrida pelo veículo infrator:

Distância = 320 m - 160 m

Distância = 160 m

Portanto, a resposta correta é a alternativa A, 160 metros.

Dados

Infrator (MRU):

Velocidade 144/3,6 = 40 m/s

d= ?

t= ?

Policial (MRUV):

Vo = 0

Vf = 40 m/s

a = 5 m/s²

d= ?

t= ?

Distância que o policial leva para atingir a velocidade do infrator:

V² =Vo²+2.a.d

40²=0²+2.5.d

1600=10d

d=1600/10

d=160

Tempo que o policial leva para atingir a velocidade do infrator:

V=Vo+a.t

40=0+5.t

40=5.t

t=4-/5

t=8s

Distância percorrida pelo infrator:

d=v.t

d=40.8

d=320m

Distância infrator: 320m

Distância que policial atinge a velocidade do infrator: 160m

320m - 160m = 160m de distância.

Resposta: A

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