No galpao de testes de seguranca viaria, um trenó leva um boneco instrumentado (massa total 75 kg) a uma…

Questão

No galpao de testes de seguranca viaria, um trenó leva um boneco instrumentado (massa total 75 kg) a uma colisao controlada. Para simular um impacto a baixa velocidade, o trenó atinge 12 m/s e, ao encontrar a barreira, para completamente. Uma camera de alta taxa de quadros indica que o intervalo entre o primeiro contato e a imobilizacao total e de 0,18 s. No relatorio interno, a equipe decidiu estimar a forca media exercida pelo cinto sobre o boneco durante esse intervalo, assumindo que a desaceleracao foi aproximadamente constante. O resultado seria usado em um texto curto para o publico leigo, comparando a intensidade desse esforco com situacoes do cotidiano, sem entrar em detalhes de sensor. Analise os dados do texto e identifique a afirmacao que apresenta, ao mesmo tempo, o valor aproximado da forca media do cinto e a interpretacao fisica coerente com essa estimativa.

1. A) Aproximadamente 0,90 kN, pois o impulso total e 900 N*s e esse numero ja representa a forca do impacto.
2. B) Aproximadamente 0,75 kN, pois o cinto precisa vencer apenas o peso do boneco, estimado por m*g com g=10 m/s^2.
3. C) Aproximadamente 5,0 kN, pois a variacao de momento em 0,18 s exige essa forca media para parar o boneco.
4. D) Aproximadamente 50 kN, pois parar em 0,18 s equivale a parar em 0,018 s quando se considera a colisao como quase instantanea.
5. E) Aproximadamente 6,7 kN, pois a desaceleracao e 6,7 m/s^2 e a forca media e m*a.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Massa m = 75 kg, velocidade inicial v0 = 12 m/s, velocidade final v = 0 (o trenó para completamente) e intervalo de tempo dt = 0,18 s. Passo 2: Calcule a variação de momento linear. Quantidade de movimento inicial = 75 x 12 = 900 kg*m/s, e final = 0, logo a variação é 900 kg*m/s em módulo. Passo 3: Aplique o teorema do impulso, segundo o qual o impulso da força média é igual à variação do momento: F_média x 0,18 = 900, o que dá F_média = 900 / 0,18 = 5000 N, ou seja, 5,0 kN. Passo 4: Confira pela cinemática. A desaceleração média é a = 12 / 0,18, aproximadamente 66,7 m/s^2, e a força é m x a = 75 x 66,7 = 5000 N, o mesmo resultado. Passo 5: Conclusão. A alternativa C traz o valor correto e a interpretação física adequada, pois a força média é a que faz a variação de momento ocorrer no intervalo dado. Por que as outras estão erradas: A confunde impulso (900 N*s) com força, que depende do tempo; B usa o peso do boneco, que não é a força que para o trenó, já que a desaceleração exige força extra; D troca 0,18 s por 0,018 s, o que multiplica a força por 10 sem base no enunciado; E erra a conta da desaceleração, pois 12 / 0,18 é cerca de 66,7 m/s^2 e não 6,7 m/s^2. O gabarito oficial C está correto.

💡 Dica: Calcule a desaceleração média e use a segunda lei de Newton para encontrar a força média.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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