Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 76
. Você é chamado como testemunha especializada para analisar o seguinte acidente de automóvel: o carro , com massa de , estava parado em um sinal vermelho quando foi atingido por trás pelo carro , com massa de. Os carros travaram os para-choques durante a colisão e deslizaram até parar com os freios travados em todas as rodas. As medições das marcas no asfalto deixadas pelos pneus mostraram uma distância de . O coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o asfalto foi . Qual era a velocidade do carro imediatamente antes da colisão? Se o limite de velocidade era de , o carro estava acima do limite e, se estava, em quantos ele estava excedendo o limite de velocidade?
Passo 1
Nesse exercício temos que tratar o a colisão e o movimento após a colisão como situações diferentes pois vamos usar a conservação de momento para colisão e a conservação de energia para o movimento após a colisão, mas lembrando que a energia cinética é dissipada pelo atrito depois da colisão
Lembrando que nesse exercício temos o atrito e que a força de atrito nos carros combinados é dada por:
Passo 2
Vamos começar analisando o movimento depois da colisão.
Depois da colisão os carros vão ter uma velocidade juntos até parar, ou seja, a velocidade deles vai a zero. Contudo após a colisão eles possuem uma energia cinética e se depois eles perdem velocidade (como está acontecendo) significa que essa energia está sendo dissipada e ela está sendo dissipada pelo trabalho da força de atrito então, por conta disso podemos dizer que a energia cinética é igual ao trabalho da força de atrito que pode ser escrito como:
Onde é a distância que os carros andaram até parar.
Isolando e substituindo os valores que temos:
Passo 3
Agora que encontramos podemos usá-lo na conservação de momento e descobrir o que esse item pede:
Isolando e substituindo os valores:
Passo 4
Para transformar de para temos que multiplicar o no valor por 3,6.
Então:
Então sim, o carro estava acima do limite de velocidade, ele estava 27 km/h a mais que o limite permitido
Resposta
Sim, o carro estava 27 km/h a mais que o limite permitido