Uma caminhonete, de massa 2.000 kg, bateu na traseira de um sedã, de massa 1.000 kg, que estava parado no semáforo, em uma rua horizontal. Após o impacto, os dois veículos deslizaram como um único bloco. Para a perícia, o motorista da caminhonete alegou que estava a menos de 20 km/h quando o acidente ocorreu. A perícia constatou, analisando as marcas de frenagem, que a caminhonete arrastou o sedã, em linha reta, por uma distância de 10 m. Com este dado e estimando que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus dos veículos e o asfalto, no local do acidente, era 0,5, a perícia concluiu que a velocidade real da caminhonete, em km/h, no momento da colisão era, aproximadamente

Note e adote:

Aceleração da gravidade: 10 m/s2 .

Desconsidere a massa dos motoristas e a resistência do ar.

  • a

    10

  • b

    15

  • c

    36

  • d

    48

  • e

    54

As forças aplicadas no conjunto caminhonete (C) e sedã (S), após a colisão, são

Como a normal equilibra o peso:

R=A

Utilizando o princípio fundamental da dinâmica:

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»m«/mi»«mfenced open=¨|¨ close=¨|¨»«mi»a«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mi»§#x3BC;«/mi»«mi»N«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x21D2;«/mo»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi»m«/mi»«/menclose»«mfenced open=¨|¨ close=¨|¨»«mi»a«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mi»§#x3BC;«/mi»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi»m«/mi»«/menclose»«mi»g«/mi»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mo»§#x2234;«/mo»«mfenced open=¨|¨ close=¨|¨»«mi»a«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mi»§#x3BC;«/mi»«mi»g«/mi»«/math»

Sendo mu igual a 0 vírgula 5 e «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»g«/mi»«mo»=«/mo»«mn»10«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»m«/mi»«mo»/«/mo»«msup»«mi mathvariant=¨normal¨»s«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«/math»:

abre barra vertical a fecha barra vertical igual a 0 vírgula 5 vezes 10 espaço então espaço abre barra vertical a fecha barra vertical igual a 5 espaço reto m dividido por reto s ao quadrado

Dessa maneira, a velocidade do conjunto logo após a colisão pode ser obtida por meio da equação de Torricelli:

v com c o n j subscrito fim do subscrito com 2 sobrescrito igual a v com 0 vírgula c o n j subscrito fim do subscrito com 2 sobrescrito mais 2 a incremento S

Sendo v com c o n j subscrito fim do subscrito igual a 0a igual a menos 5 espaço m dividido por s ao quadrado e incremento S igual a 10 espaço reto m:

0 igual a v com 0 vírgula c o n j subscrito fim do subscrito com 2 sobrescrito mais 2 vezes parêntese esquerdo menos 5 parêntese direito vezes 10

então v com 0 vírgula c o n j subscrito fim do subscrito igual a 10 espaço reto m dividido por reto s

Agora, para se obter a velocidade com que a caminhonete colidiu com o sedã, basta lembrar que a colisão, que é inelástica, é um sistema isolado

:

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Sendo m com C subscrito igual a espaço 2000 espaço kg e m com C subscrito igual a espaço 1000 espaço kg:

2000 vezes v com C subscrito igual a parêntese esquerdo 2000 mais 1000 parêntese direito vezes 10

então v com C subscrito igual a 15 espaço reto m dividido por reto s espaço igual a espaço 54 espaço km dividido por reto h