Question

Se um carro de 1200 kg e velocidade 162 km/h colidiu-se com um muro e gastou 0,3 s para parar. Qual é a comparação correta entre o peso do carro e a força, considerada constante, que atua sobre o veículo em virtude da colisão (g=10m/s2)

Answer 1

Primeiro iremos converter a velocidade de 162km/h em m/s:

$V = 162km/h\times\dfrac{1m/s}{3,6km/h} = 45m/s$

Se o carro parou em 0,3s podemos utilizar a cinemática para definir sua desaceleração:

$v = at$
$a = \dfrac{v}{t}$
$a=\dfrac{45}{0,3} = 150m/s^2$

Utilizando a segunda lei de Newton calculamos a força que fez o carro frenar:

$F = ma$
$F = 1200\times 150 = 180000N = 180kN$

O peso do carro é calculado por:

$P = mg$
$P = 1200 \times 10 = 12000N = 12kN$

Comparado as duas medidas, sendo r a razão percentual das duas medidas, temos que:

$r = \dfrac{12}{180} \times 100\% \rightarrow \boxed{r = 6,67\%}$

Ou então, sendo 12kN o peso do carro:

$\dfrac {180}{12} = 15$

Logo, a força de frenagem é 15 vezes o peso do carro. 

Espero ter ajudado!

Answer 2

a velocidade de 162 km/h será transformada para m/s

                    162 km/h  ÷ 3,6 = 45 m/s

a partir do movimento uniformemente variado podemos determinar a aceleração do veículo
                        V=  v0 + a.t
das informações contidas no enunciado, sabemos que a velocidade final ( v )
é nula, e a velocidade inicial (v0) é 45 m/s e a aceleração é negativa, já que ocorre a diminuição da velocidade, então:
                     0 = 45 - a.t
                     a.t = 45
                     a =  45/ 0,3
                     a 150 m/s2
aplicando a segunda lei de Newton, determinamos a força feita pelo muro sobre o veículo:
                     FR = m.a 
                     FR = 1200 . 150
                     FR = 180.000  N
O peso do veículo é dado pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade:
                     P = m.g
                     P = 1200 . 10
                     P = 12000  N
A razão entre a força feita pelo muro sobre o veículo e o peso do veículo é
                     180.000  ÷ 12000 =  15 
Então o peso do veículo é 15 vezes menor que a força feita pelo muro sobre o veículo.