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.
Questão 121 da prova cinza do segundo dia do Enem 2022
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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.
Gabarito da questão
Opção A
Assunto
Dinâmica
Impulso
Comentário da questão
Vídeo restrito
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Podemos calcular o impulso durante a colisão pela seguinte equação:
O intervalo de tempo (Δt) será igual para as duas situações.
No caso da colisão entre o carro e os pneus teremos:
Como o carro retorna a pista após a colisão, configurando uma colisão parcialmente elástica, o sentido do movimento antes da colisão é oposto ao movimento de retorno a pista após a colisão, logo quantidade de movimento inicial
pode ser considerada negativa.
Sabendo que:
No caso da colisão com os blocos, a colisão dissipará uma maior quantidade de energia durante o choque já que o carro não retornará a pista, configurando uma colisão inelástica. O cálculo do impulso será da seguinte maneira:
Porém, o carro será parado pela barreira de blocos fazendo com que a quantidade de movimento final seja 0.
Logo:
Sabendo que:
Comparando a Força média entre as duas colisões teremos que:
Vemos que a força média da colisão com os pneus é maior que a da colisão com os blocos.