Responda as seguintes perguntas:
Um vidro que cai sobre um piso de concreto possui maior probabilidade de quebrar que um vidro que cai sobre um piso de madeira. Explique.

Passo 1

O enunciado compara a probabilidade de um mesmo vidro quebrar ao cair sobre dois pisos diferentes: concreto e madeira. O conteúdo central aqui é a física do impacto, ou seja, como a energia e o impulso se comportam quando o vidro atinge cada superfície. Para entender por que o vidro tem maior chance de quebrar no concreto, vamos usar as noções de energia potencial, conservação de momento (impulso) e deformação dos materiais.

Passo 2

Antes do impacto, o vidro que cai a partir de uma altura h tem energia potencial gravitacional que vira energia cinética ao atingir o piso. Essa energia é
E = mgh
onde m é a massa do vidro e g a aceleração da gravidade. Como a altura h e a massa m são as mesmas nos dois casos, a energia disponível para o impacto é igual em ambos.

Passo 3

No impacto, essa energia precisa ser absorvida ou devolvida ao ambiente em forma de deformação, som, calor etc. Além disso, a variação de momento (impulso) do vidro é
\Delta p = m\,\Delta v = m v
já que ao final o vidro para ( v=0). A força média exercida sobre o vidro durante o impacto satisfaz
F_{\mathrm{média}}\,\Delta t = \Delta pé
onde \Delta t é o tempo de contato entre vidro e piso.

Passo 4

Piso de concreto: quase não se deforma, logo \Delta t é muito pequeno. Para a mesma \Delta p, isso gera uma força média F_{\mathrm{média}}é muito grande, pois
F_{\mathrm{média}} = \frac{\Delta p}{\Delta t}\quad\text{e com \(\Delta t\) pequeno, \(F_{\mathrm{média}}\) cresce.}éé
Essa força concentrada facilmente ultrapassa a resistência do vidro, causando fratura.

Passo 5

Piso de madeira: deforma-se elasticamente durante o impacto, aumentando \Delta t. Com \Delta t maior, a mesma variação de momento gera uma força média menor. Além disso, parte da energia E é absorvida pela deformação da madeira, reduzindo o que incide sobre o vidro. Logo, menor força e menor energia concentrada protegem o vidro de quebrar.

Resposta

O vidro quebra mais sobre o concreto porque esse piso praticamente não se deforma, tornando o tempo de contato muito curto e gerando uma força média muito alta que supera a resistência do vidro. No caso da madeira, a deformação do piso prolonga o tempo de contato e absorve parte da energia, reduzindo a força sobre o vidro e, assim, a probabilidade de fratura.

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