(*) Considere uma colisão frontal perfeitamente inelástica, entre um carro e um caminhão, que estejam se deslocando com uma velocidade de 8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}. As massas totais dos veículos, incluindo as massas dos motoristas ( 80 kg ), são 800 kg para o carro e 4000 kg para o caminhão. Se o tempo de colisão é de 0,12 s, qual é a força média exercida pelo cinto de segurança sobre cada motorista?
R: 1778 e 8889 N (módulo da força sobre o motorista do caminhão e do carro respectivamente).
Passo 1
O enunciado descreve colisão frontal perfeitamente inelástica entre um carro de massa total m_c = 800\\ \mathrm{kg} e um caminhão de massa total m_t = 4000\\ \mathrm{kg}. Ambos se aproximam com velocidade de módulo 8\\ \mathrm{m/s} (o carro com v_c = +8\\ \mathrm{m/s}, o caminhão com v_t = -8\\ \mathrm{m/s}), e o tempo de colisão é \Delta t = 0{,}12\\ \mathrm{s}. Vamos usar conservação de quantidade de movimento para achar a velocidade comum após o choque e depois aplicar o conceito de impulso \Delta p = m\,\Delta v para cada motorista (m_{\mathrm{mot}} = 80\\ \mathrm{kg}), obtendo a força média \bar F = \Delta p / \Delta t.
Passo 2
Calcular a velocidade final v_f do conjunto usando conservação de quantidade de movimento: