Considere um mesmo caminhão, com a mesma velocidade e o mesmo sistema de freios. Em que condições ele percorre uma distância maior durante a frenagem: carregado ou descarregado? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta se a distância de frenagem é maior quando o caminhão está carregado ou descarregado, mantendo fixos a velocidade inicial ,v e o mesmo sistema de freios. O conteúdo aqui é Mecânica (Dinâmica e Trabalho-Energia). Para resolver, vamos modelar a força de frenagem como uma força constante ,Ff (supondo que o freio produz sempre o mesmo valor de força de reação nas rodas, independentemente da massa).

Passo 2

Pela 2ª lei de Newton, se a força de frenagem é ,Ff e a massa do caminhão é ,m, a desaceleração (assumindo eixo horizontal e sem outras forças resistivas) vale
a = Ffm,
onde a é a magnitude da aceleração (positiva no módulo, mas o movimento é de frenagem).

Passo 3

Usando a equação de Torricelli (cinemática para aceleração constante) para parar de ,v até zero em distância ,s, temos
0 = v^2 - 2,a,s Longrightarrow s = v^22,a
Substituindo a = Ff/m, resulta
s = v^22,(Ff/m) = m,v^22,Ff

Passo 4

Da expressão
s = m,v^22,Ff
vê-se que, para mesma ,v e mesma ,Ff, a distância s é diretamente proporcional à massa ,m. Logo, quanto maior ,m, maior será s.

Resposta

O caminhão percorre maior distância de frenagem quando está carregado, pois a massa maior implica dissipar mais energia cinética com a mesma força de frenagem, reduzindo a desaceleração e aumentando s.

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