Um mosquito, parado no ar em relação à Terra, se choca com o para-brisa de um ônibus em movimento em relação à Terra e fica grudado no vidro. (i) Durante a colisão, a variação em módulo do momento do mosquito é menor, maior ou igual à variação em módulo do momento do ônibus? (ii) Durante a colisão, a força média em módulo exercida pelo ônibus sobre o mosquito é menor, maior ou igual à força média exercida pelo mosquito sobre o ônibus? (iii) Durante a colisão, o módulo da aceleração sofrida pelo mosquito é maior, menor ou igual ao módulo da aceleração sofrida pelo ônibus?
(a) (i) maior; (ii) maior; (iii) maior
(b) (i) maior; (ii) maior; (iii) menor
© (i) igual; (ii) igual; (iii) igual
(d) (i) igual; (ii) igual; (iii) maior
(e) (i) igual; (ii) maior; (iii) maior
(a) (i) maior; (ii) maior; (iii) maior
(b) (i) maior; (ii) maior; (iii) menor
© (i) igual; (ii) igual; (iii) igual
(d) (i) igual; (ii) igual; (iii) maior
(e) (i) igual; (ii) maior; (iii) maior
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um mosquito que colide com o para-brisa de um ônibus em movimento e fica grudado no vidro. A matéria que vamos mexer aqui é a Mecânica, mais especificamente Leis de Newton e Momento Linear. Para resolver, vamos precisar entender como funciona a variação do momento, as forças envolvidas na colisão e como a aceleração se relaciona com essas forças.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre Momento Linear, que é dado pela fórmula:
onde $ p $ é o momento, $ m $ é a massa e $ v $ é a velocidade. A variação do momento ($ \Delta p $) durante a colisão depende da massa e da mudança na velocidade.
Passo 3
Segundo a Terceira Lei de Newton, para toda ação há uma reação igual e oposta. Isso significa que a força que o ônibus exerce sobre o mosquito é igual em módulo à força que o mosquito exerce sobre o ônibus:
Portanto, as forças médias exercidas durante a colisão são iguais em módulo.
Passo 4
Agora, vamos analisar a variação do momento. Como as forças são iguais e opostas e a colisão ocorre durante o mesmo intervalo de tempo, a variação do momento do mosquito será igual à variação do momento do ônibus, já que $ \Delta p = F \times \Delta t $.
Passo 5
Por fim, a Segunda Lei de Newton nos diz que:
Como a força é a mesma para ambos, mas o mosquito tem uma massa bem menor que a do ônibus, a aceleração $ a $ sofrida pelo mosquito será maior.
Resposta
(d) (i) igual; (ii) igual; (iii) maior