Um carro A, trafegando à velocidade constante de 25 m/s, bate de frente com um carro B. Após a batida, o carro A sofre um deslocamento de 5 m (no sentido contrário ao de sua velocidade inicial) até parar. Se o motorista do carro A estivesse usando o cinto de segurança, qual seria a intensidade da força média que o cinto exerceria sobre ele durante a batida? O peso do motorista do carro A é de 784 N. Adote g = 9,8 m/s2.
Assinale a alternativa correta.
Alternativas:
a)
2,5 kN.
b)
5,0 kN.
c)
7,5 kN.
d)
9,5 kN.
e)
11,5 kN.
Soluções para a tarefa
b) |F| = 5,0 kN.
Explicação:
Vamos analisar por partes esta tarefa.
Primeiro, precisamos calcular a desaceleração brusca da batida com o carro B. Sabemos que essa colisão não é elástica e sabemos também que estamos analisando a situação relativa ao motorista e não ao carro.
Portanto, utilizando os conceitos de cinemática poderemos achar o valor dessa desaceleração com Torricelli:
v² = v₀² + 2.a.ΔS
0 = (25 m/s)² + 2.a.(5 m)
a = - 625/10
a = - 62,5 m/s².
Faz sentido a desaceleração do carro ser tão grande devido a alta velocidade que ele se encontrava antes da colisão e o valor ser negativo só simboliza a desaceleração do carro.
Utilizando a segunda Lei de Newton relativo a força Peso P para encontrar a massa m do motorista:
P = m.g
(784 N) = m.(9,8 m/s²)
m = 80 kg.
Sendo assim, basta utilizar a segunda Lei de Newton novamente para encontrar a Força Média Fm que o cinto exerce sobre o motorista no impacto:
F = m.a
F = (80 kg)(- 62,5 m/s²)
F = - 5 000 N
F = - 5,0 kN.
Faz total sentido a força ser negativa, já que, o corpo do motorista tende a ir para a frente devido à primeira Lei de Newton a inércia e a magnitude da força média que o cinto exerce ser tão grande, 5,0 kN, pela terceira Lei de Newton, pois a força do impacto também é grande.
Alternativa B.