Um carro compacto e um caminhão grande colidem de frente e ficam unidos. Qual dos dois é submetido à maior variação de momento?
(a) O carro.
(b) O caminhão.
(c) A variação de momento é a mesma para ambos os veículos.
(d) Não é possível afirmar nada sem conhecer a velocidade final da massa combinada dos dois veículos.
(a) O carro.
(b) O caminhão.
(c) A variação de momento é a mesma para ambos os veículos.
(d) Não é possível afirmar nada sem conhecer a velocidade final da massa combinada dos dois veículos.
Passo 1
O enunciado diz que um carro compacto e um caminhão grande colidem frontalmente e ficam unidos. O tema é impulso e variação de momento linear, usando o Teorema do Impulso e a Terceira Lei de Newton (ação e reação). Vamos mostrar que cada veículo sofre o mesmo impulso (variação de momento), em módulo.
Passo 2
Pelo Teorema do Impulso, a variação de momento linear de cada veículo é dada por
onde
é a força resultante aplicada durante o intervalo de colisão
.
Passo 3
Durante a colisão, as únicas forças de interesse são as internas entre carro e caminhão. Pela Terceira Lei de Newton, a força que o carro exerce sobre o caminhão,
, é igual em módulo e oposta em direção à força que o caminhão exerce sobre o carro,
. Ou seja,
para todo instante de contato.
Passo 4
Integrando em tempo, obtemos
Em módulo,
Logo, ambos os veículos sofrem a mesma variação de momento em módulo.
Resposta
(c) A variação de momento é a mesma para ambos os veículos.