Responda as seguintes perguntas:
Na colisão entre um carro de passeio (relativamente pequeno) e uma caminhonete, onde os dois terminam parados, qual dos dois veículos sofre a maior variação de Momentum Linear? Explique porque os passageiros do carro de passeio possuem maior probabilidade de sofrer ferimentos mais graves.

Passo 1

O enunciado descreve uma colisão frontal na qual um carro de passeio (massa menor) e uma caminhonete (massa maior) acabam ambos com velocidade final zero. Vamos usar o conteúdo de impulso e momentum linear, além da terceira lei de Newton e da relação F = m\,a, para responder qual variação de momentum é maior e por que os ocupantes do carro de passeio ficam mais expostos a ferimentos graves.

Passo 2

Pela terceira lei de Newton, a força que o carro exerce sobre a caminhonete é igual em módulo e oposta àquela que a caminhonete exerce sobre o carro:
\vec F_{\mathrm{car\;on\;truck}} = -\,\vec F_{\mathrm{truck\;on\;car}}.
O impulso sobre cada veículo é
\vec J = \int \vec F\,\mathrm{d}t
e, por serem forças iguais em módulo e duração idêntica de colisão, os módulos dos impulsos — portanto das variações de momentum linear — são iguais:
\bigl|\Delta \vec p_{\mathrm{car}}\bigr| = \bigl|\vec J_{\mathrm{truck\to car}}\bigr| \quad\text{e}\quad \bigl|\Delta \vec p_{\mathrm{truck}}\bigr| = \bigl|\vec J_{\mathrm{car\to truck}}\bigr| \quad\Longrightarrow\quad \bigl|\Delta p_{\mathrm{car}}\bigr| = \bigl|\Delta p_{\mathrm{truck}}\bigr|.

Passo 3

Embora \bigl|\Delta p\bigr| seja o mesmo, a aceleração média de cada veículo durante a colisão difere. Como
F = m\,a \quad\Longrightarrow\quad a = \frac{F}{m},
e a força média F é a mesma sobre carro e caminhonete, a desaceleração do carro (menor massa) será maior em módulo:
\bigl|a_{\mathrm{car}}\bigr| = \frac{F}{m_{\mathrm{car}}} \;>\; \bigl|a_{\mathrm{truck}}\bigr| = \frac{F}{m_{\mathrm{truck}}}.

Passo 4

Decelerações mais intensas implicam em forças internas maiores sobre os ocupantes do carro e em maior probabilidade de choque contra partes rígidas do veículo (painel, colunas, airbag). Além disso, veículos menores costumam ter zonas de deformação e sistemas de contenção menos eficazes do que caminhonetes maiores, aumentando o risco de ferimentos graves sob a mesma força de impacto.

Resposta

Ambos os veículos sofrem a mesma variação de momentum linear em módulo. No entanto, como o carro tem massa menor, sua desaceleração média é bem maior para a mesma força de colisão, expondo seus ocupantes a acelerações intensas e, portanto, a ferimentos mais graves.

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