Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5beb
Em um autódromo, os carros podem derrapar em uma curva e bater na parede de proteção. Para diminuir o impacto de uma batida, pode-se colocar na parede uma barreira de pneus, isso faz com que a colisão seja mais demorada e o carro retorne com velocidade reduzida. Outra opção é colocar uma barreira de blocos de um material que se deforma, tornando-a tão demorada quanto a colisão com os pneus, mas que não permite a volta do carro após a colisão.
Comparando as duas situações, como ficam a força média exercida sobre o carro e a energia mecânica dissipada?
A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.
A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.
A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é a mesma nas duas situações.
A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.
A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.
Official Explanation / Community Explanations
A resposta correta afirma que a força é maior na colisão com a barreira de pneus e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus. Isso se justifica porque, embora o tempo de colisão seja o mesmo nas duas situações (conforme o enunciado), na colisão com pneus o carro retorna com velocidade reduzida, ou seja, há uma variação maior da quantidade de movimento (impulso) em comparação com a barreira de blocos, onde o carro não volta. Pelo teorema do impulso, a força média é proporcional à variação da quantidade de movimento dividida pelo tempo. Como o tempo é igual, a força média será maior onde a variação da quantidade de movimento for maior, que é no caso dos pneus (o carro inverte o sentido do movimento). Quanto à energia dissipada, na colisão com pneus o carro retorna com velocidade reduzida, portanto parte da energia cinética inicial é convertida em energia potencial elástica e depois em cinética novamente, dissipando menos energia do que na colisão com blocos, onde toda a energia cinética é dissipada (o carro para). Assim, a energia dissipada é maior na colisão com blocos. Portanto, a alternativa que afirma que a força é maior na colisão com pneus e a energia dissipada é maior na colisão com pneus está incorreta, pois a energia dissipada é maior na colisão com blocos. As demais alternativas também estão incorretas: as que afirmam que a força é maior na colisão com blocos erram, pois a força é maior nos pneus; as que afirmam que a energia dissipada é igual ou maior nos pneus também erram, pois a energia dissipada é maior nos blocos.