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Questão 2

UFU 2020
Física

(UFU - 2020)

Um dos procedimentos utilizados na indústria automobilística para verificar a segurança dos automóveis é o teste de impacto. Ele é realizado, produzindo colisão de um automóvel contra uma barreira rígida. Em um dado teste de impacto, utilizam-se dois diferentes materiais e configurações, designados de sistema A e de sistema B, que são montados na região sujeita ao contato na colisão, em um mesmo automóvel, que possui massa total de 1000 kg. Durante o teste, este automóvel colide com uma barreira fixa e indeformável a 54 km/h (15 m/s), atingindo o repouso sem haver mudanças na direção do movimento inicial. Utilizando-se o sistema A, a colisão dura 0,1 s e o deslocamento do centro de massa do automóvel é de 75cm; já utilizando-se o sistema B, o tempo de colisão reduz para 0,075 s.

A) Qual é o módulo da força média, considerada constante durante toda a colisão, exercida pela barreira sobre o automóvel, utilizando-se o sistema A e o sistema B? Demonstre com cálculos.

B) Qual é o deslocamento do centro de massa do automóvel durante sua colisão, utilizando-se o sistema B? Demonstre com cálculos.

C) Qual é o sistema que oferece maior segurança ao automóvel? Justifique sua resposta.

Gabarito:

Resolução:

A) Em A:

I = Delta Q

F cdot Delta t = |0-mv|

F cdot 0,1 = 1000 cdot 15

F = 150.000  N

Em B:

F cdot 0,075 = 1000 cdot 15

F = 200.000  N

B) 

F = ma

200.000 = 1000 a

a = 200  m/s^{2}

Aplicando Torricelli para achar o deslocamento:

v^{2} = v_{0}^{2} + 2aDelta S

0 = 15^{2} - 2cdot 200 cdot Delta S

Delta S = 0,5625  m

C) O sistema que oferece a segurança maior é o A, pois tem menor força média, tendo em vista o maior tempo de impacto.

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