PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 35 da UNICAMP 2013

1ª fase · Física: Impulso e quantidade de movimento

Muitos carros possuem um sistema de segurança para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma bolsa de plástico que é rapidamente inflada quando o carro sofre uma desaceleração brusca, interpondo-se entre o passageiro e o painel do veículo. Em uma colisão, a função do airbag é

  1. A
    aumentar o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.
  2. B
    aumentar a variação de momento linear do passageiro durante a colisão, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.
  3. C
    diminuir o intervalo de tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.
  4. D
    diminuir o impulso recebido pelo passageiro devido ao choque, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Use o teorema do impulso: o impulso da força resultante é igual à variação do momento linear (quantidade de movimento) do passageiro.

F_{\text{média}}\,\Delta t = \Delta p

Na colisão, o passageiro vai da velocidade do carro até o repouso. Com ou sem airbag, a massa e as velocidades inicial e final são as mesmas, então \Delta p = m\,\Delta v não muda. O impulso, que é igual a \Delta p, também não muda.

Isolando a força:

F_{\text{média}} = \frac{\Delta p}{\Delta t}

Como \Delta p é fixo, a força média é inversamente proporcional ao intervalo de tempo da colisão. O airbag é uma bolsa que amortece o corpo e o faz parar mais devagar. Isso aumenta \Delta t e, portanto, diminui F_{\text{média}}, o que reduz o risco de lesões.

Conferindo as alternativas:

  • Aumentar o intervalo de tempo, com \Delta p constante, reduz a força. Isso está correto.
  • Aumentar \Delta p ou diminuir o impulso contraria o fato de que ambos permanecem iguais.
  • Diminuir \Delta t aumentaria a força, e não a reduziria.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BA variação de momento linear é a mesma com ou sem airbag; aumentá-la elevaria a força, não a reduziria.
  • CDiminuir o intervalo de tempo aumentaria a força média, pois F = Δp/Δt.
  • DO impulso é igual à variação do momento, que não muda; o airbag altera o tempo, não o impulso.

Assunto: Impulso e quantidade de movimento.

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Ver como caiu na prova Questão 35 no caderno Q da UNICAMP 2013

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2013. Prova oficial ↗