O airbag é um equipamento de segurança na forma de bolsas infláveis que, a partir do ano de 2014, começou a ser obrigatório para todos os veículos saídos de fábrica. Essa exigência é decorrente da potencial redução nos índices de vítimas fatais em acidentes de trânsito. O que intriga muitos estudantes de Engenharia quando estudam Impulso e momento linear, é que o impulso provocado na colisão é o mesmo com ou sem o airbag, entretanto o tempo em que ocorre a redução da velocidade dos passageiros aumenta com a utilização do mesmo. Considere a situação hipotética a seguir onde o tempo em que um corpo de 80 kg leva para parar após uma colisão a 126 km/h, aumente de 0,05 s (sem a utilização do airbag) para 0,5 s (com a utilização do airbag) e assinale a alternativa correta. A força média sem a utilização do airbag é de 201600 N. A força média que atua no corpo é de 5600 N sem a utilização do airbag. Com a utilização do airbag, a possibilidade de sobrevivência após uma colisão é maior pois a força média é de 20160 N. A força média que atua no corpo é dez vezes menor com a utilização do airbag. A chance de sobrevivência é a mesma com ou sem o airbag, já que o impulso sofrido pelo corpo é o mesmo nas duas situações.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o airbag e como ele ajuda a reduzir as forças que atuam no corpo durante uma colisão. A matéria envolvida aqui é Impulso e Momento Linear. Para resolver, vamos calcular a força média sem e com o airbag usando a fórmula do impulso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é impulso. Impulso (
) é a mudança no momento linear e é dado por:
onde:
-
é a massa do corpo, -
é a variação da velocidade.
No caso, o corpo tem massa de 80 kg e está indo a 126 km/h. Precisamos converter essa velocidade para metros por segundo:
Passo 3
Agora, o impulso é o mesmo com ou sem o airbag. Então:
onde:
-
é a força média, -
é o tempo de parada.
Sem o airbag:
Com o airbag:
Passo 4
Como os impulsos são iguais:
Resolvendo para
:
Isso significa que a força com o airbag é 10 vezes menor que sem o airbag.
Passo 5
Vamos verificar as alternativas:
- A força média sem a utilização do airbag é de 201600 N.
- A força média que atua no corpo é de 5600 N sem a utilização do airbag.
- Com a utilização do airbag, a possibilidade de sobrevivência após uma colisão é maior pois a força média é de 20160 N.
- A força média que atua no corpo é dez vezes menor com a utilização do airbag.
- A chance de sobrevivência é a mesma com ou sem o airbag, já que o impulso sofrido pelo corpo é o mesmo nas duas situações.
Com base no cálculo, a alternativa 4 está correta: a força média que atua no corpo é dez vezes menor com a utilização do airbag.
Resposta
A força média que atua no corpo é dez vezes menor com a utilização do airbag.