Em um teste de colisão, um carro de massa 1.500 kg colide com um muro. As velocidades inicial e final do carro são
e
î m/s, respectivamente. Se a colisão dura 0,150 s, encontre o impulso causado pela colisão e a força resultante média exercida sobre o carro.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um carro de 1.500 kg que bate num muro. A velocidade inicial dele era de
(isso significa que ele estava indo para trás) e a velocidade final é
(agora pra frente). A colisão durou 0,150 segundos. Nosso objetivo aqui é encontrar o impulso que a colisão causou no carro e a força média que agiu sobre ele durante esse tempo. Vamos precisar usar conceitos de momentum (quantidade de movimento) e impulso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o impulso. Impulso é basicamente a mudança na quantidade de movimento de um objeto. A fórmula para o impulso (
) é:
onde:
-
é a massa do objeto, -
é a mudança na velocidade.
Passo 3
Vamos calcular a mudança na velocidade (
). Sabemos que:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos calcular o impulso (
) usando a massa do carro:
Passo 5
Legal, agora que temos o impulso, vamos encontrar a força média (
) que atuou durante a colisão. A relação entre impulso e força média é dada por:
Onde
é o tempo da colisão. Queremos achar
, então rearranjamos a fórmula:
Passo 6
Substituindo os valores que já encontramos:
Resposta
O impulso causado pela colisão é de
e a força resultante média exercida sobre o carro é de
.