Um caminhão de massa 4000 kg, que se deslocava com velocidade de 15 m/s, colidiu com um automóvel de massa 1000 kg que se deslocava à sua frente, na mesma direção e sentido, com velocidade de 10 m/s.
a) Calcule a intensidade da velocidade relativa, em m/s, entre os dois veículos e a energia cinética, em joules, do automóvel antes da colisão.
b) Sabendo que, após a colisão, os veículos permaneceram unidos e que não houve mudança na direção de suas velocidades, calcule a intensidade do impulso, em N⋅s, aplicado pelo caminhão sobre o automóvel nessa colisão.
a) A velocidade relativa entre os dois veículos é dada por:
Aplicando a definição de energia cinética para o automóvel:
b) Inicialmente, vamos calcular as velocidades finais dos dois veículos após a colisão. Como o caminhão e o automóvel permanecem unidos após a colisão, e não ocorre mudança de direção, lembrando que o sistema caminhão – automóvel é mecanicamente isolado:
Como :
Substituindo os valores:
Aplicando o teorema do impulso no automóvel, observando que a resultante das forças aplicadas sobre ele é a força aplicada pelo caminhão :