Na prova de resistência do pára-choques de um novo carro, o veículo, de 2300 kg e a
, colide com o parapeito de uma ponte, sendo parado em
. Determine a força média que atuou no carro durante o impacto.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a prova de resistência do para-choques de um carro novo. A gente vai precisar usar conceitos de física relacionados à força, massa, velocidade e tempo para calcular a força média que atuou no carro durante a colisão.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Massa do carro, $ m = 2300 , kg $
- Velocidade inicial do carro, $ v_i = 15 , m/s $
- Velocidade final do carro, $ v_f = 0 , m/s $ (porque ele para)
- Tempo de impacto, $ \Delta t = 0,54 , s $
Passo 3
Agora, precisamos entender que a força média pode ser calculada usando a fórmula da mudança de quantidade de movimento (impulso). A fórmula é:
Onde $ \Delta p $ é a variação da quantidade de movimento.
Passo 4
Vamos calcular a variação da quantidade de movimento, $ \Delta p $:
Aqui, $ \Delta v = v_f - v_i = 0 - 15 = -15 , m/s $
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula da variação da quantidade de movimento:
O sinal negativo indica que a força atua na direção oposta ao movimento.
Passo 6
Agora, vamos calcular a força média usando a variação da quantidade de movimento e o tempo de impacto:
Resposta
A força média que atuou no carro durante o impacto foi de aproximadamente $ -6,39 \times 10^{4} , N $. O sinal negativo indica que a força foi contrária à direção do movimento do carro.