Um veículo de massa 1500 kg colide com uma parede e para completamente em 0,2 s. Se a velocidade do veículo imediatamente antes da colisão era de 18 m / s, qual foi o impulso exercido sobre o veículo e a força média aplicada pela parede durante a colisão?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um carro de massa 1500 kg que bate numa parede e para completamente em 0,2 segundos. A velocidade do carro antes da colisão era de 18 m/s. Vamos precisar entender os conceitos de impulso e força média para chegar na resposta. Vamo lá!

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar que impulso ( J = De) é a mudança na quantidade de movimento do objeto. A fórmula do impulso é:
Onde:
  • é a massa do objeto,
  • é a variação da velocidade.

Passo 3

Vamos calcular a variação da velocidade ( De). O carro para completamente, então a velocidade final ( ) é 0 m/s, e a velocidade inicial ( ) era 18 m/s. Assim:
O sinal negativo indica que a velocidade está diminuindo.

Passo 4

Agora, vamos calcular o impulso ( J = m cdot De) usando a massa ( ) e a variação da velocidade ( ):
O impulso negativo indica que a força atuou na direção oposta ao movimento do carro.

Passo 5

Para encontrar a força média ( J = Fmédia cdot Deé) aplicada pela parede, usamos a relação entre impulso e força:
Fmédia = JDeé
Onde é o tempo de colisão (0,2 s). Rearranjando a fórmula para encontrar é:
é

Passo 6

Substituindo os valores que já temos:
Fmédia = -27000 , kg cdot m/s0,2 , s = -135000 , N é
O sinal negativo indica que a força é aplicada na direção oposta ao movimento do carro, ou seja, para pará-lo.

Resposta

O impulso exercido sobre o veículo foi de e a força média aplicada pela parede durante a colisão foi de .

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