Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 67
Quando um carro é atingido por trás, seus passageiros sofrem uma aceleração repentina para a frente, que pode causar uma lesão séria no pescoço, conhecida como lesão do “chicote”. Durante a aceleração usual, os músculos do pescoço desempenham um papel importante na aceleração da cabeça, de modo que os ossos não sejam lesionados. Porém, durante uma forte aceleração repentina, os músculos não reagem imediatamente, pois são flexíveis; a maior parte da força de aceleração é fornecida pelos ossos do pescoço. Experimentos mostram que esses ossos serão fraturados se absorverem mais de de energia. (a) Se um carro parado em um semáforo é atingido pela traseira em uma colisão que dura , qual é a maior velocidade que esse carro e seu motorista podem atingir sem quebrar os ossos do pescoço se a cabeça do motorista tem uma massa de (o normal para uma pessoa de )? Expresse sua resposta em . (b) Qual é a aceleração dos passageiros durante a colisão do item (a) e qual é o tamanho da força que está atuando para acelerar suas cabeças? Expresse a aceleração em e em .
Passo 1
Fala galerinha, beleza?
Nesse problema vamos brincar um pouco com energia e cinemática!
Vamos supor que esses de energia sejam provenientes da variação de energia cinética do corpo:
Como o corpo está inicialmente em repouso, temos que
Substituindo os valores:
Fazendo as contas, achamos
Passo 2
Para achar a aceleração, usamos
Assim,
Logo,
Já para a força, usamos
Não foi tão difícil como parecia, né?