Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 2.Problemas Adicionais - Ex. 113
Um carro que é freado quando está se movendo a em uma auto-estrada percorre antes de parar. Supondo que a aceleração seja constante, determine o módulo da aceleração (a) em unidades do SI e (b) em unidades de . (c) Qual é o tempo que o caro leva para parar depois que os freios são acionados? O tempo de reação é o temo que motorista leva para perceber uma emergência e começar a frear. Se , (d) quanto vale em unidades de ? (e) Do tempo que o carro leva para parar, a maior parte se deve à reação do motorista ou ao processo de frenagem? Óculos escuros atrasam os sinais visuais enviados dos olhos para o córtex visual no cérebreo, aumentando o valor de . (f) No caso extremo em que aumenta de , que distância adicional percorre o carro durante o tempo de reação.
Passo 1
(a) Vamos começar calculando a aceleração do carro que está sendo freado. Sua velocidade vai de até ao longo de uma distância .
Já que não temos nenhuma informação sobre o tempo, vamos usar essa fórmula aqui:
Precisamos converter a velocidade para metros por segundo:
Então:
Ou seja, o módulo da aceleração do carro é .
Passo 2
(b) Agora vamos calcular esse mesmo módulo em unidades de :
Então:
Passo 3
(c) Agora queremos calcular o tempo que o carro leva para parar depois que os freios são acionados.
Já vimos que os freios produzem uma desaceleração de , e fazem a velocidade variar de até , então:
Passo 4
(d) Se o tempo de reação vale , como podemos escrevê-lo em termos do tempo de parada ?
Então:
Passo 5
(e) Considerando que o tempo é quinze vezes maior do que o tempo de reação, podemos afirmar com certeza que a maior parte do tempo que o carro leva para parar se deve ao processo de frenagem.
Passo 6
(f) Se o tempo de reação aumenta em , isso quer dizer que o carro vai andar por mais com sua velocidade .
Qual é a distância percorida pelo carro nesse intervalo de tempo?
Resposta
(a) O módulo da aceleração vale .
(b) O módulo da aceleração vale aproximadamente .
(c)
(d) .
(e) A maior parte do tempo que o carro leva para parar se deve ao processo de frenagem.
(f) Percorre uma distância adicional de .