— Por que o airbag parece um travesseiro que infla tao rapido? perguntou um motorista, ao ver um teste de…

Questão

— Por que o airbag parece um travesseiro que infla tao rapido? perguntou um motorista, ao ver um teste de colisao. Na demonstracao, um boneco de massa 70 kg estava em um carro que atingiu uma barreira a 50 km/h e parou. Os tecnicos compararam duas situacoes: (1) sem airbag, o boneco foi contido pelo cinto e pela estrutura do painel em cerca de 0,05 s; (2) com airbag, o contato com a bolsa aumentou o tempo de parada para cerca de 0,15 s. Para interpretar o resultado, eles usaram a ideia de impulso: quando a velocidade final e zero, a variacao de quantidade de movimento e m*v, e a forca media pode ser estimada por F_med = (m*v)/Delta t, com F em newtons (N). Com base no texto, identifique a frase mais adequada para um cartaz ao publico leigo, comunicando o efeito do airbag sobre a forca media no impacto.

1. A) a forca media com airbag e cerca de 1/3 da sem airbag, pois a massa do boneco diminui ao inflar a bolsa (aprox. 6,5 kN vs 19,6 kN)
2. B) a forca media com airbag nao muda, pois a velocidade inicial e a mesma nas duas situacoes (aprox. 19,6 kN em ambas)
3. C) a forca media com airbag e cerca de 1/3 da sem airbag, pois 50 km/h equivale a 50 m/s (aprox. 23 kN vs 70 kN)
4. D) a forca media com airbag e cerca de 1/3 da sem airbag, pois o tempo de parada triplica (aprox. 6,5 kN vs 19,6 kN)
5. E) a forca media com airbag e cerca de 3 vezes a sem airbag, pois o tempo de parada triplica (aprox. 19,6 kN vs 6,5 kN)

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converter a velocidade para m/s. 50 km/h dividido por 3,6 dá cerca de 13,9 m/s (o enunciado das alternativas usa o valor arredondado de 14 m/s). Passo 2: Calcular a variação da quantidade de movimento, m*v = 70 * 14 = 980 kg*m/s, que é igual nas duas situações, pois a massa do boneco e a velocidade inicial não mudam. Passo 3: Sem airbag, com Delta t = 0,05 s, a força média é F = 980 / 0,05 = 19600 N, ou cerca de 19,6 kN. Passo 4: Com airbag, com Delta t = 0,15 s, a força média é F = 980 / 0,15 = 6533 N, ou cerca de 6,5 kN. Passo 5: A razão entre as forças é 6,5 / 19,6, que é aproximadamente 1/3. Como o tempo de parada triplicou e a variação da quantidade de movimento é a mesma, a força cai para um terço. Logo, a frase correta para o cartaz é a D, que relaciona o efeito à triplicação do tempo de parada e apresenta os valores corretos. Por que as outras estão erradas: A atribui a redução da força a uma suposta diminuição da massa do boneco, o que não acontece; B afirma que a força não muda, ignorando que o tempo de parada é diferente; C usa 50 m/s, unidade incorreta, embora a razão de 1/3 esteja certa; E inverte a relação e diz que a força com airbag é três vezes maior, o que contraria o princípio do airbag.

💡 Dica: Use a fórmula do impulso para comparar as forças médias com e sem airbag.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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