Question

(UFPR – modificado) Recentemente, foi publicada em um jornal a seguinte ocorrência: um homem pegou uma sacola plástica de supermercado, encheu com um litro de água (equivalente a 1 kg de água) e abandonou-a do oitavo andar de um prédio. A sacola caiu sobre um automóvel que estava estacionado no nível da rua. Admitindo que cada andar do prédio tenha uma altura de 2,5 m e que a sacola de água tenha sido freada pelo capô do carro em aproximadamente 0,01 s, calcule o módulo da força normal média de frenagem exercida pelo capô sobre a sacola. Despreze a resistência do ar, o peso da sacola vazia e correções referentes ao tamanho do carro e ao fato de a sacola não se comportar exatamente como um corpo rígido.

Answer 1

Explicação:

A energia inicial da sacola é a energia potencial Gravitacional:

Ei = mgh

Ei = 1*10*8*2,5 = 200J

A energia cinética da sacola será puramente cinética com isso teremos que sua velocidade ao atingir o carro será:

Ei = Ef

200 = mv²/2

200 = v²/2

v² = 400

v = √400

v = -20 m/s

Considerando que o freamento total da sacola temos que a variação do momento linear é dada por:

∆p = pf - pi

∆p = m(vf - vi)

∆p = 1*(0 - (-20))

∆p = 20 kg*m/s

Sabendo que a variação do momento é igual ao impulso, considerando uma força constante temos que o impulso é igual a força vezes o tempo de aplicação da mesma:

I = ∆p

F*∆t = 20

F = 20/∆t

F = 20/0,01

F = 2000N