Um ônibus urbano de massa 1,2×10^4 kg desloca-se a 15 m/s. Ao acionar os freios, o conjunto produz…

Questão

Um ônibus urbano de massa 1,2×10^4 kg desloca-se a 15 m/s. Ao acionar os freios, o conjunto produz desaceleração constante de 3,0 m/s². Calcule tempo de parada, distância até parar e força média de frenagem; em seguida relacione esses resultados com as Leis de Newton e segurança do transporte.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

t = v/a = 15/3,0 = 5,0 s. s = v²/(2a) = 15²/(2·3,0) = 225/6 = 37,5 m. Força média de frenagem F = m·a = 1,2×10^4·3,0 = 3,6×10^4 N (oposta ao movimento). Energia cinética inicial E_k = 0,5·m·v² = 0,5·1,2×10^4·225 = 1,35×10^6 J, dissipada pelos freios. Relação com Leis de Newton: 2ª lei explica desaceleração uniforme (F=ma) e a 1ª justifica a tendência dos passageiros a manterem velocidade (inércia); a 3ª lei aparece nas forças entre freios e roda/pavimento. Para segurança: maior desaceleração reduz distância de parada mas aumenta forças sobre passageiros, exigindo sistemas de retenção e frenagem controlada.

Explicação

Os cálculos apresentados demonstram a aplicação das fórmulas da cinemática e da dinâmica para determinar o tempo de parada, a distância percorrida e a força de frenagem, todos essenciais para entender o comportamento do ônibus durante a desaceleração. A relação com as Leis de Newton ilustra como as forças atuam sobre o veículo e os passageiros, destacando a importância da inércia e das interações entre os corpos. Além disso, a análise de segurança enfatiza a necessidade de equilibrar a eficiência da frenagem com o conforto e a proteção dos ocupantes.

Raio-X da questão

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