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
, 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 (
) 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 (
). 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 (
) 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 (
) aplicada pela parede, usamos a relação entre impulso e força:
Onde
é o tempo de colisão (0,2 s). Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Passo 6
Substituindo os valores que já temos:
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
.