Dois automóveis que se chocam e ficam aderidos: m1 = 1500 kg a 20 m/s e m2 = 1000 kg a -10 m/s (sentidos…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Dois automóveis que se chocam e ficam aderidos: m1 = 1500 kg a 20 m/s e m2 = 1000 kg a -10 m/s (sentidos opostos). a) Calcule a velocidade final do conjunto após colisão perfeitamente inelástica. b) Calcule a energia cinética perdida. c) Explique como o conceito de impulso e conservação do momento orienta medidas de segurança veicular.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Momento total inicial = 1500·20 + 1000·(-10) = 30 000 - 10 000 = 20 000 kg·m/s. Massa total = 2500 kg ? v = 20 000/2500 = 8 m/s. Energia cinética inicial = 0,5·1500·20² + 0,5·1000·10² = 300 000 + 50 000 = 350 000 J. Energia final = 0,5·2500·8² = 1250·64 = 80 000 J. Perda = 350 000 - 80 000 = 270 000 J. Impulso e conservação do momento explicam por que a velocidade resultante é obtida sem conhecimento das forças internas; medidas de segurança (zonas de deformação, cintos, airbags) aumentam ?t do impacto ou distribuem forças, reduzindo picos de força e danos, transformando energia em deformação controlada.
Explicação
A solução utiliza a conservação do momento linear para determinar a velocidade final do sistema após a colisão, considerando a soma dos momentos iniciais dos veículos. A diferença entre a energia cinética inicial e final revela a energia dissipada durante a colisão, que é uma medida da ineficiência do processo. O conceito de impulso relaciona-se com a variação do momento e justifica a importância de dispositivos de segurança que aumentam o tempo de impacto, minimizando forças e danos aos ocupantes.
Raio-X da questão
colisão inelástica
avaliacao
conservação do momento linear · energia cinética
Revisar conservação do momento e energia cinética em colisões.
O aluno pode confundir a conservação do momento linear com a conservação da energia, não considerando a perda de energia na colisão inelástica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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