Um caminhoneiro distraído dirige seu caminhão de em uma rua e não vê um carro de massa à sua frente que está parado no semáforo. Ele acaba colidindo com a traseira do carro. O caminhão e o carro ficam enroscados um no outro e deslizam juntos em linha reta por uma distância de antes de ambos pararem. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a superfície da rua e os dois veículos é , encontre:
a velocidade do conjunto (caminhão + carro) imediatamente após a colisão.
a velocidade do caminhão antes da colisão.
Passo 1
Como após a colisão o caminho e o carro ficaram juntos, então trata-se de uma colisão inelástica. Nesse tipo de colisão o momento linear se conserva e a velocidade final é a mesma para ambos os objetos.
Pelo teorema trabalho-energia cinética, temos que o trabalho realizado pela força de atrito é iguala variação de energia cinética. Como ao final dos o conjunto está parado, vamos estudar essa posição, pois assim é possível descobrir a energia cinética logo após a colisão e assim a velocidade do conjunto.
O trabalho da força de atrito é calculado por:
Como a força e o deslocamento tem sentido opostos então o trabalho será negativo.
Voltando ao teorema trabalho-energia cinética temos
Passo 2
Agora que sabemos a velocidade do conjunto após a colisão, podemos descobrir a velocidade do caminhão antes. Como fazemos isso? Pela conservação de momento linear.
Como o carro estava parado antes da colisão, então a velocidade inicial dele era zero.
Resposta