Question

O sistema de airbag de um carro é formado por um sensor de aceleração, uma bolsa inflável e outros acessórios secundários. O sensor, ao detectar uma grande desaceleração, faz a bolsa inflar rapidamente, protegendo, assim, o motorista. Considere uma situação em que um carro, inicialmente a 90 km/h (25 m/s), é dirigido por um motorista de massa 80 kg. Esse carro sofre uma colisão frontal. Ao término da interação do motorista com o airbag, o motorista está em repouso . Despreze o intervalo de tempo para a bolsa inflar.
a) Considerando que o tempo de colisão entre o motorista e o airbag foi de 0,5 s, calcule o módulo da força resultante média exercida pelo airbag sobre o motorista.
b) Determine o trabalho realizado por essa força resultante sobre o motorista durante a colisão e calcule que altura atingiria um objeto de 5 kg se esse trabalho fosse utilizado para lançá-lo verticalmente para cima.

Answer 1

Bora lá: Questão de impulso e trabalho

a) Impulso = Fresulrante . Tempo de colisão

I = m.a.t
Mas não temos a aceleração, precisamos achá-la
V = v0 + at
-25 = a.0,5
a = - 50 m/s^2

I = 80.50.0,5
Módulo de I = 2000N

b) trabalho realizado = variação da energia cinética isto é
80.25^2/2 = 25000 J

Lançando pra cima atingiria a altura de
25000 = 5.10.h
H = 500 metros

Answer 2

Resposta:

Explicação:

a) Envolve conceito de impulso e quantidade de movimento.

I = F.Δt  

F = Força resultante constante

Δt = tempo de contato

Como não temos o valor da força, podemos fazer o seguinte:

F = m.a (I)

a = ΔV/Δt (II)

I = F.Δt ... I = m.a.Δt ... I = m.(ΔV.Δt).Δt

I = m.ΔV ... I = m.(V - Vo) ... I = m.V - m.Vo

Ou seja: I = ΔQ (O impulso é igual a variação da quantidade de movimento)

Como nós temos a massa, o tempo de contato, a velocidade final e a inicial, conseguimos achar o valor de F:

I = ΔQ

F.0,5 = 80.0 - 80.25

F = |4000|N (O valor negativo só indica que essa força de impulso é contrária ao movimento do motorista, que é o de ser jogado contra o para-brisa)

b) O trabalho da força resultante é igual a variação da energia cinética:

Wf = ΔEc

W = 80.0²/2 - 80.25²/2

W = -25.000J (trabalho resistente)

Energia potencial gravitacional:

Ep = m.g.h

25.000/50 = h

h = 500m