— Por que um airbag ajuda se ele nao impede o carro de parar? — perguntou um aluno ao ver um video de teste de…

Questão

— Por que um airbag ajuda se ele nao impede o carro de parar? — perguntou um aluno ao ver um video de teste de colisao. Uma equipe de seguranca veicular divulgou, para o publico, dados simplificados de um ensaio com manequim de 75 kg em uma desaceleracao de 14 m/s ate 0. No cenario 1 (apenas cinto), o corpo foi trazido ao repouso em 0,05 s. No cenario 2 (cinto + airbag), o corpo foi trazido ao repouso em 0,20 s. No comunicado, a equipe destacou que, nos dois casos, a variacao de velocidade foi a mesma, mas o tempo de desaceleracao mudou devido ao enchimento e a deformacao do airbag. Considere a forca media como Fmed = m*Delta v/Delta t. Com base nos dados do texto, identifique a frase mais adequada para um folheto ao publico que comunique o efeito do airbag na forca media, usando uma analogia coerente.

1. A) Informar que o airbag reduz a forca para cerca de 7,5x10^2 N, pois a forca relevante e o peso m*g do passageiro.
2. B) Informar que o airbag reduz Fmed para 1,05x10^4 N, pois se usa o tempo total 0,05 s + 0,20 s na mesma freada.
3. C) Informar que o airbag muda a forca para 1,05x10^3 N, porque a grandeza principal e o impulso m*Delta v, que ja e a forca.
4. D) Informar que o airbag aumenta o tempo de parada de 0,05 s para 0,20 s e eleva Fmed de 5,3x10^3 N para 2,1x10^4 N, como bater mais forte.
5. E) Informar que o airbag aumenta o tempo de parada de 0,05 s para 0,20 s e reduz Fmed de 2,1x10^4 N para 5,3x10^3 N, como amortecer uma queda.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Massa m = 75 kg e variação de velocidade Delta v = 14 m/s (de 14 até 0). Como a variação é a mesma nos dois cenários, o impulso m*Delta v = 75 x 14 = 1050 kg*m/s é igual nos dois casos. Passo 2: Calcule a força média no cenário 1 (apenas cinto), com Delta t = 0,05 s: Fmed = 1050 / 0,05 = 21000 N, ou seja, 2,1x10^4 N. Passo 3: Calcule a força média no cenário 2 (cinto + airbag), com Delta t = 0,20 s: Fmed = 1050 / 0,20 = 5250 N, ou aproximadamente 5,3x10^3 N. Passo 4: Compare os cenários. O airbag aumenta o tempo de desaceleração de 0,05 s para 0,20 s e reduz a força média de 2,1x10^4 N para 5,3x10^3 N. Ele não impede o carro de parar, pois a variação de velocidade é a mesma; ele apenas espalha a parada por mais tempo. Passo 5: A analogia correta é a de amortecer uma queda: ao cair sobre um colchão em vez de no chão duro, o tempo de parada aumenta e a força sobre o corpo diminui. Por isso a alternativa E é a correta, e ela coincide com o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A: o peso m*g (cerca de 735 N) não é a força relevante na frenagem, que é a força de contato média. B: somar os tempos 0,05 + 0,20 s não tem sentido físico, e o valor 1,05x10^4 N não corresponde a nenhum cálculo correto. C: o impulso (1050 N*s) é uma grandeza diferente da força e não é igual a ela. D: inverte o efeito do airbag, pois a força aumenta quando o tempo diminui, e o airbag faz o tempo aumentar e a força cair.

💡 Dica: Calcule a força média usando a fórmula e compare os tempos para entender o efeito do airbag.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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