As questões numeradas de 17 a 24 abordam fenômenos físicos em situações do cotidiano, em experimentoscientíficos e avanços tecnológicos da humanidade. As fórmulas necessárias para a resolução de algumasquestões, como as que tratam de Física Moderna, são fornecidas no enunciado. Leia com atenção.Quando necessário, use g = 10m/s2 e π = 3.

A importância e a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança nos bancos dianteiros e traseiros dos veícu-los têm sido bastante divulgadas pelos meios de comunicação. Há grande negligência especialmente quantoao uso dos cintos traseiros. No entanto, existem registros de acidentes em que os sobreviventes foram apenasos passageiros da frente, que estavam utilizando o cinto de segurança.a) Considere um carro com velocidade v = 72km/h que, ao colidir com um obstáculo, é freado com desacele-

ração constante até parar completamente após Δt = 0,1s. Calcule o módulo da força que o cinto de segu-rança exerce sobre um passageiro com massa m = 70kg durante a colisão para mantê-lo preso no banco atéa parada completa do veículo.

b) Um passageiro sem o cinto de segurança pode sofrer um impacto equivalente ao causado por uma quedade um edifício de vários andares. Considere que, para uma colisão como a descrita acima, a energia mecâni-ca associada ao impacto vale E = 12kJ. Calcule a altura de queda de uma pessoa de massa m = 60kg, ini-cialmente em repouso, que tem essa mesma quantidade de energia em forma de energia cinética nomomento da colisão com o solo.

a) A intensidade da força média que o cinto de segurança exerce sobre o passageiro pode ser determinadaaplicando o princípio fundamental para vetores médios:

Rm = m ⋅ |am| = m ⋅ , em que |Δv| = 72km/h = 20m/s

Rm = 70 ⋅

∴ Rm = 14000N

b) A altura em questão pode ser calculada pela expressão de energia potencial gravitacionalE = m ⋅ g ⋅ h

12 ⋅ 103 = 60 ⋅ 10 ⋅ h∴ h = 20m

200,1

|Δv||Δt|

Resolução

Questão 17▼▼