Em uma colisão frontal entre um carro compacto de 1.000 kg e outro grande de 2.500 kg , qual sofre a força maior? Explique. Qual sofre a maior aceleração? Explique o motivo. Agora, explique por que os passageiros no carro menor têm mais chance de se ferir do que os do carro maior, mesmo que a carroceria de ambos os carros seja igualmente resistente.

Passo 1

Resumo do enunciado: temos uma colisão frontal entre um carro compacto de massa e um carro grande de massa . Queremos saber:
  1. Qual sofre força maior?
  2. Qual sofre maior aceleração?
  3. Por que os passageiros do carro menor correm mais risco, mesmo com carrocerias igualmente resistentes?
Conteúdo da matéria: Leis de Newton (3ª lei e 2ª lei). Vamos usar:
  • 3ª lei de Newton (ação e reação): forças entre corpos são iguais em módulo.
  • 2ª lei de Newton: , para relacionar força e aceleração.

Passo 2

Pergunta 1 – Força maior?
Teoria aplicada: 3ª lei de Newton diz que se o carro 1 empurra o carro 2 com uma força F12 = F21 , então o carro 2 empurra o carro 1 com força de mesmo módulo:
Como são forças de ação e reação, ambas têm exatamente a mesma intensidade. Então nenhum dos dois carros sofre força maior; a força que agem em ambos é igual.

Passo 3

Pergunta 2 – Aceleração maior?
Teoria aplicada: 2ª lei de Newton, a1 = Fm1, a2 = Fm2 . Cada carro recebe a mesma força a1 = F1000, a2 = F2500 , mas as massas são diferentes. A aceleração de cada um é
Como e , temos
Logo . Ou seja, o carro menor sofre maior aceleração (na verdade maior desaceleração, já que está freando bruscamente na colisão).

Passo 4

Pergunta 3 – Por que passageiros do carro menor se ferem mais?
Aqui entra a ideia de força de inércia sobre a pessoa. O passageiro dentro do carro tende a continuar em movimento (princípio da inércia), e a carroceria precisa aplicar uma força para “segurar” esse passageiro. Essa força é:
Finércia = mpassa>=iro;ada colisão éã
Como vimos, o carro menor (e quem está dentro dele) sofre uma desaceleração maior ( Fmenor carro = mp,a1 > Fmaior carro = mp,a2 é maior). Então a força sobre o corpo do passageiro também é maior:
Mesmo que a carroceria dos dois carros suporte a mesma força até um certo limite, o passageiro do carro menor vai “sentir” uma inércia maior e receber uma força interna maior, aumentando as chances de lesões.

Resposta

  1. Forças trocadas são iguais para os dois carros (3ª lei de Newton).
  2. O carro menor sofre maior aceleração (2ª lei de Newton, ).
  3. Passengers do carro menor têm mais chance de ferir-se porque a desaceleração maior gera uma força de inércia interna maior sobre eles, mesmo com carrocerias igualmente resistentes.

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