(EN 2015) - Question Hard of Física

João está ajudando sua irmã a empurrar um carrinho de supermercado que inicialmente está em repouso. A massa total do carrinho, incluindo os itens do interior, é de 40 kg. Eles conseguem acelerar o carrinho, aplicando uma força de 80 N. Considere a resistência do solo, como uma força de atrito de 20 N, que age na direção oposta à força aplicada por João e sua irmã. (a) Utilizando a segunda lei de Newton, calcule a aceleração do carrinho. (b) Se eles empurram o carrinho por uma distância de 30 metros, qual é o trabalho realizado pela força resultante sobre o carrinho? (c) Utilizando a terceira lei de Newton, explique o que acontece com a força que o chão exerce sobre o carrinho e seus pneus.

Considerando um contexto prático, imagine que uma pequena cidade planeja uma transição energética para reduzir sua dependência de fontes não renováveis, como o carvão e o petróleo, e implementar um sistema de energia mais sustentável. A cidade atualmente obtém 60% de sua energia a partir de carvão e 40% de petróleo. Para reduzir as emissões de CO2, a cidade decidiu que metade da energia atualmente proveniente de fontes não renováveis será substituída por energia eólica, que tem uma eficiência média de 30%. Com base nesses dados: 1) Calcule a quantidade de energia a ser substituída por energia eólica, em joules, considerando que a energia total consumida pela cidade seja de 1,5 x 10^12 J por ano. 2) Discuta, em um parágrafo, os desafios técnicos e econômicos que a cidade pode enfrentar ao tentar implementar essa mudança, levando em consideração as características das fontes de energia renováveis e não renováveis e sua eficiência.