ColisõesEnergiaFundação Getúlio Vargas
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FGV/Economia/SP (2018) – 1ª fase – Q. 96 (Física)

O texto e a figura a seguir referem-se às questões de números 94 a 96.
Têm sido corriqueiras as notícias relatando acidentes envolvendo veículos de todos os tipos nas ruas e estradas brasileiras. A maioria dos acidentes são causados por falhas humanas, nas quais os condutores negligenciam as normas de boa conduta. A situação seguinte é uma simulação de um evento desse tipo.




O motorista de um automóvel, de massa M, perdeu o controle do veículo ao passar pelo ponto A, deslizando, sem atrito, pela ladeira retilínea AB, de 200 m de extensão; o ponto A está situado 25 m acima da pista seguinte BC retilínea e horizontal. Ao passar pelo ponto B, a velocidade do carro era de 108 km/h. O trecho BC, sendo mais rugoso que o anterior, fez com que o atrito reduzisse a velocidade do carro para 72 km/h, quando, então, ocorreu a colisão com outro veículo, de massa 4M, que estava parado no ponto C, a 100 m de B. A colisão frontal foi totalmente inelástica. Considere a aceleração da gravidade com o valor 10 m/s² e os veículos como pontos materiais.

A energia mecânica dissipada na colisão, em função de M, foi

(A) 160M.
(B) 145M.
(C) 142,5M.
(D) 137,5M.
(E) 125M.

Confira nossa Lista de Exercícios Resolvidos de Energia



Solução:

A energia cinética antes da batida era \[E_{ci} = \frac{M\cdot v_{C}^{2}}{2} \longrightarrow E_{ci} = \frac{M\cdot 20^{2}}{2} \longrightarrow E_{ci} = 200M\] Agora precisamos descobrir qual a energia depois da colisão. Foi uma colisão inelástica, isso significa que depois da colisão, os carros passaram a se movimentar juntos, como se estivessem unidos. Portanto \[M\cdot v_{C} = (4M + M)\cdot v_{f} \longrightarrow M\cdot 20 = 5M\cdot v_{f} \longrightarrow v_{f} = 4\, m/s\] A energia cinética após a colisão será \[E_{cf} = \frac{5M\cdot v^{2}}{2} \longrightarrow E_{cf} = \frac{5M\cdot 4^{2}}{2} \longrightarrow E_{cf} = 40M\] A energia mecânica dissipada será \[E_{d} = E_{ci} – E_{cf} \longrightarrow E_{d} = 200M – 40M \longrightarrow E_{d} = 160M\] Resposta: letra A.

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