Question

Um automóvel a 72 km/h (20m/s) colide com a traseira de um veiculo parado. Precavido, o motorista do automóvel estava usando cinto de segurança. Utilizando valores razoáveis para a massa do motorista e a distância de frenagem, estime o módulo da força constante, por hipótese, exercida pelo motorista sobre o cinto de segurança.

Answer 1

Bom dia.
Vamos lá.

Dados:
Vo = 20 m/s
V = 0
Δx = 100m
a=??

Vamos determinar a aceleração do móvel a partir da equação de Torricelli:

v^2 = vo^2 +- 2 a Δs

Onde:
V = velocidade final do corpo [m/s];
Vo = velocidade inicial do corpo [m/s];
a = aceleração do corpo [m/s^2];
Δs = deslocamento ou distância percorrida [m].

Temos:

0² = 20² + 2 x a x 100
0 = 400 + 200a
-400 = 200a
a = -400 / 200
∴ a = -2,0 m/s²

Cálculo da força:
De acordo com o PFD (Princípio Fundamental da Dinâmica), que é a segunda lei de Newton enuncia que a força resultante (Fr) num determinado corpo é o produto de sua massa (m) pela sua aceleração (a).

Fr = m x a (2ª Lei de Newton).

Supondo a massa do homem de 80kg, temos:
Fr = 80 x -2
∴ Fr = -160N

Espero ter ajudado.