Um automovel de Massa 1500 kg e velocidade de 108km/h está ultrapassando um caminhão carregado, com massa total de 6,0 toneladas e velocidade de 54km/h, em uma pista dupla. Nesse instante,ambos os motoristas, ao avistar um acidente a 100m de distância e que interrompe totalmente a pista, acionam os freios e isso veículos percorrem a mesma distância até parar antes do acidente. Desprezando a resistência do ar, em qual deles, automóvel ou caminhão:
A) o módulo do trabalho da força que fez cada um deles parar foi maior?
B) o módulo dessa força retardada foi maior?
Soluções para a tarefa
A) Não, o módulo da força aplicada nos dois é a mesma. Como a distância é a mesma o trabalho também será o mesmo.
B) Explicado na letra a.
Para calcular a força aplicada deve-se utilizar a Lei de Newton:
F = m . a
E para calcular o trabalho devemos, encontrar a força e multiplicá-la pela distância aplicada.
T = F . d
Devemos calcular a aceleração do corpo primeiro. Essa aceleração é adquirida após um intervalo de tempo ou uma distância, Vamos supor que o veículo irá percorrer toda distância de 100 [m] até o acidente parando completamente. Utilizando Torricelli temos:
V² = V0² + 2.a.ΔS
- Para o automóvel: (108 km/h ÷ 3,6 = 30 m/s)
0 = 30² - 2.a. 100
a = 4,5 m/s²
- Para o caminhão: (54 km/h ÷ 3,6 = 15 m/s)
0 = 15² - 2.a.100
a = 1,125 m/s²
Então a força aplicada foi de:
Fa = 1500 . 4,5
Fa = 6750 [N]
Fc = 6000 . 1,12
Fc = 6750 [N]