Um carro de 1000 kg , a uma velocidade de
, choca-se com uma mureta de concreto e chega ao repouso após
. a) Calcule a força média que atua no carro. b) Se na mureta de concreto havia uma barreira de pneus para amortecer o impacto de tal modo que o tempo para o carro atingir o repouso aumentou para 3 s , qual será então a força média?
3. Um objeto de
que se desloca a uma velocidade de
colide frontalmente com um objeto de
inicialmente em repouso. Determine a velocidade de cada objeto após o impacto considerando a colisão ser perfeitamente elástica.
3. Um objeto de
Passo 1
No enunciado temos dois problemas:
(I) cálculo da força média numa variação de velocidade de um carro de massa que vai de
a
em tempos diferentes. Esse problema usa o conceito de impulso, quantidade de movimento e força média.
(II) colisão perfeitamente elástica entre dois objetos de massas e
com velocidades iniciais
e
. Aqui usamos conservação de quantidade de movimento e de energia cinética.
(I) cálculo da força média numa variação de velocidade de um carro de massa
(II) colisão perfeitamente elástica entre dois objetos de massas
Passo 2
Para o carro, a variação de quantidade de movimento é
A força média é dada por
No caso (a),
, logo
Passo 3
No caso (b) a variação de momento é a mesma, mas agora
, então
Passo 4
Na colisão perfeitamente elástica entre massas
e
com velocidades iniciais
,
, aplicamos:
Dessas equações seguem as fórmulas conhecidas para colisão elástica:
Passo 5
Substituindo
,
,
:
Resposta
(a)
(b)
(c) Após a colisão elástica,
(b)
(c) Após a colisão elástica,