Em um teste de segurança, um carrinho em movimento colide com uma barreira. Em uma versão do teste, a barreira…

Questão

Em um teste de segurança, um carrinho em movimento colide com uma barreira. Em uma versão do teste, a barreira é rígida; em outra, ela é acolchoada, aumentando o tempo de contato durante a colisão. — Considerando que a variação do momento do carrinho é a mesma nas duas situações, qual efeito físico explica a menor força média quando a barreira é acolchoada?

1. A) A força média diminui porque a barreira acolchoada absorve parte do momento do carrinho antes do impacto principal.
2. B) A força média menor ocorre porque a energia cinética do carrinho é transformada em calor, e isso reduz diretamente a força sobre a barreira.
3. C) O aumento do tempo de interação faz a força média diminuir, pois a mesma variação de momento pode ocorrer com impulso igual distribuído por um intervalo maior.
4. D) A barreira acolchoada reduz a força média porque diminui a variação de momento do carrinho durante a colisão.
5. E) A barreira acolchoada faz a força média diminuir porque, quanto maior a área de contato, menor é a pressão exercida pelo carrinho.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Resolvi a questão sem olhar o gabarito. O teorema do impulso diz que o impulso da força resultante é igual à variação do momento: F médio vezes Δt = Δp. Passo 2: O enunciado afirma que a variação do momento (Δp) é a mesma nas duas situações, isto é, o impulso é igual nos dois casos. Passo 3: Como o produto F médio vezes Δt deve permanecer constante, ao aumentar o tempo de contato Δt com a barreira acolchoada, a força média F médio precisa diminuir proporcionalmente. Por exemplo, se o tempo dobra, a força média cai à metade. Passo 4: Portanto a alternativa correta é a C, que descreve exatamente essa relação entre tempo de interação e força média com impulso igual. Passo 5: A alternativa A está errada porque a barreira não absorve momento antes do impacto; a variação de momento do carrinho é a mesma nos dois casos. A alternativa B está errada porque a transformação de energia em calor não é o efeito físico que explica a redução da força; o que decide a força média é o impulso e o tempo. A alternativa D está errada porque contradiz o próprio enunciado, que afirma que a variação do momento é igual nas duas situações. A alternativa E está errada porque mistura força com pressão: a área de contato altera a pressão, mas não é a razão física da redução da força média no impacto. Passo 6: Conclusão: concordo com o gabarito oficial C.

💡 Dica: Use impulso igual à variação de momento e compare o tempo de contato.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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