Na prova de resistência do para- * 2 pontos choque de um novo carro, o veículo, de 2000 kg e a
, colide com um obstáculo, sendo parado em
. Determine a força média que atuou no carro durante o impacto.
40 kN
12 kN
400 kN
40 kN
12 kN
400 kN
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos um carro que pesa 2000 kg e está se movendo a 20 metros por segundo. Esse carro bate em um obstáculo e para completamente em 0,30 segundos. Nosso objetivo é descobrir qual foi a força média que atuou no carro durante esse impacto. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de mecânica, especificamente cinemática e dinâmica.
Passo 2
Vamos começar identificando as informações que temos:
- Massa do carro,
- Velocidade inicial,
- Velocidade final,
(já que o carro para) - Tempo de parada,
Passo 3
Para encontrar a força média, podemos usar a segunda lei de Newton, que nos diz que a força é igual à massa vezes a aceleração:
Mas primeiro, precisamos encontrar a aceleração (
) do carro durante a parada.
Passo 4
A aceleração pode ser calculada usando a fórmula da variação da velocidade:
Onde:
-
-
é o tempo de parada
Vamos calcular
:
Passo 5
Agora, substituímos
e
na fórmula da aceleração:
O sinal negativo indica que a aceleração está na direção oposta ao movimento, ou seja, é uma desaceleração.
Passo 6
Agora que temos a aceleração, podemos calcular a força média usando a segunda lei de Newton:
Substituindo os valores:
Passo 7
Como estamos interessados no valor da força e não na sua direção, podemos considerar o valor absoluto:
Convertendo para quilonewtons (kN):
Resposta
A força média que atuou no carro durante o impacto foi de 133,33 kN.