Um motorista de massa
, sem cinto de segurança, sofre uma colisão frontal enquanto dirige a uma velocidade de
. Durante o impacto, ele é lançado para frente e colide com o retrovisor interno do carro, que está a apenas
de distância de sua posição inicial. Assuma que, ao atingir o retrovisor, sua velocidade é reduzida a zero de forma praticamente instantânea, ao longo de um intervalo de tempo de
. Determine (a) a aceleração média sofrida pela pessoa durante o impacto, (b) a força média resultante que atua sobre ela nesse intervalo de tempo, (c) o peso do motorista e compare-o com a força média sofrida, expressando o resultado em múltiplos do peso corporal (isto é, quantos "
").
Passo 1
O enunciado diz que um motorista de massa
dirige a uma velocidade inicial de
, não usa cinto e, após a colisão, seu corpo percorre livremente até o retrovisor a
de distância, onde ele para num intervalo de tempo
. Vamos usar:
– Conversão de unidades de velocidade;
– Definição de aceleração média ;
– Segunda Lei de Newton ;
– Peso ;
– Comparação de forças em termos de “g” ( ).
– Conversão de unidades de velocidade;
– Definição de aceleração média
– Segunda Lei de Newton
– Peso
– Comparação de forças em termos de “g” (
Passo 2
Converter a velocidade inicial para metros por segundo:
Passo 3
Calcular a aceleração média no impacto, em que
:
O sinal negativo indica desaceleração.
Passo 4
Aplicar a Segunda Lei de Newton para obter a força média:
O valor absoluto é
.
Passo 5
Calcular o peso do motorista e comparar em múltiplos de
:
O número de “g” sofridos é
Resposta
(a)
(b)
(c) O peso é e a força média equivale a cerca de
.
(b)
(c) O peso é