Questões de Concurso sobre Colisão

Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundo de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.

Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?

Uma partícula é abandonada sobre um plano inclinado, a partir do repouso no ponto $A$, de altura $h$, como indicado pela figura (fora de escala). Após descer o plano inclinado, a partícula se move horizontalmente até atingir o ponto $B$. As forças de resistência ao movimento de $A$ até $B$ são desprezíveis. A partir do ponto $B$, a partícula então cai, livre da ação de resistência do ar, em um poço de profundidade igual a $3h$ e diâmetro $x$. Ela colide com o chão do fundo do poço e sobe, em uma nova trajetória parabólica até atingir o ponto $C$, o mais alto dessa nova trajetória.

Na colisão com o fundo do poço a partícula perde 50% de sua energia mecânica. Finalmente, do ponto $C$ ao ponto $D$, a partícula move-se horizontalmente experimentando atrito com a superfície. Após percorrer a distância entre $C$ e $D$, igual a 3h, a partícula atinge o repouso.

Considerando que os pontos $B$ e $C$ estão na borda do poço, que o coeficiente de atrito dinâmico entre a partícula e o trecho $\overline{CD}$ é igual a 0,5 e que durante a colisão com o fundo do poço a partícula não desliza, a razão entre o diâmetro do poço e a altura de onde foi abandonada a partícula, $\frac{x}{h}$, vale

Duas bolinhas A e B, com 0,5 kg cada, estão se locomovendo na mesma direção e sentido em uma superfície sem atrito, como mostra a figura a seguir:

Quando a bolinha A se encontra com a B, ambas movem-se juntas com velocidade igual a 5,25 m/s. Sabendo que V_A = 2V_B , então, a velocidade da bolinha A antes da colisão era:

Um experimento didático consiste em dois carrinhos que podem se movimentar sem atrito em um trilho de ar. O movimento da extremidade esquerda de cada um é descrito pelas tabelas ao lado, obtidas no mesmo sistema de referência.

Sabendo que a massa do carrinho 1 é de 1 kg, e a do carrinho 2 é de 2 kg, e que ambos tem 10 cm de comprimento, podemos considerar que ocorreu o seguinte fenômeno:

Assinale a alternativa correta.

Realiza-se um experimento didático de choque unidimensional entre dois corpos de massas M e m, onde M = 2m, que flutuam sobre um trilho de ar (atritos são considerados desprezíveis). Os corpos são inicialmente impulsionados um contra o outro por molas de constante elástica k a partir de uma mesma deformação x das molas (novamente desconsiderando-se forças dissipativas). A distância entre os corpos é muito maior que os comprimentos de elongação das molas. Ao se encontrarem o uso de uma massa aderente sobre um deles permite que o choque seja perfeitamente inelástico. As velocidades antes e após o choque pode ser avaliada por um sistema de foto de longa exposição e um estroboscópio. A velocidade do conjunto dependerá da velocidade inicial e, portanto, de k e de x, com respeito ao valor da massa m a velocidade do conjunto após o choque:

Um projétil, de 5g, é disparado por uma pistola a uma velocidade de 350 m/s contra um alvo metálico disposto sobre uma base móvel de massa total de 65g. Sabendo que a bala fica alojada no alvo, desprezando a resistência do ar e supondo a distância de disparo suficientemente curta a ponto de ignorarmos efeitos gravitacionais sobre a bala, qual a velocidade aproximada do recuo do alvo?

Em um local de acidente de trânsito com vítima, um perito criminal identificou que, após percorrer 8 m em processo de frenagem, um automóvel colidiu a respectiva parte anterior mediana contra a parte posterior de uma motocicleta, que estava parada na pista. Mesmo depois da colisão, o carro continuou em processo de frenagem por mais 5 m e assumiu a posição de repouso final. Pela análise do acidente, o perito criminal calculou que o veículo colidente trafegava a uma velocidade de 54 km/h no início das marcas de frenagem.

Sabendo que o Ponto de Percepção (PP) é um conceito importante para a análise pericial de acidentes de trânsito e considerando um tempo de percepção/reação (tempo psicotécnico) de 1,5s, assinale a alternativa que indica a que distância o PP está do ponto de colisão, aproximadamente.

Considere um feixe homogêneo de pequenos projéteis deslocando-se na mesma direção e na mesma velocidade constante até atingir a superfície de uma esfera que está sempre em repouso.

A esfera pode ter um ou dois tipos de superfícies: uma superfície totalmente refletora (colisão perfeitamente elástica entre a esfera e o projétil) e/ou uma superfície totalmente absorvedora (colisão perfeitamente inelástica entre a esfera e o projétil).

Em uma das superfícies (refletora ou absorvedora), o ângulo α da figura pertence ao intervalo [0,β], enquanto na outra superfície (absorvedora ou refletora) α pertence ao intervalo (β, ^π/₂].

Para que a força aplicada pelos projéteis sobre a esfera seja máxima, o(s) tipo(s) de superfície(s) é(são):

Um caminhão de massa m = 900 kg move-se com velocidade V_A = 8 m/s, quando colide com um muro de tijolos, atravessando-o e emergindo do outro lado, com velocidade V_B = 3 m/s. Calcule a energia cinética do caminhão depois da colisão. Qual o valor em módulo do trabalho realizado sobre o caminhão pelo muro de tijolos?

Uma esfera de 200 g se desloca com velocidade de 6 m/s sobre uma superfície horizontal de atrito desprezível de encontro a uma esfera que se apresenta inicialmente em repouso. Após a colisão entre as esferas elas passam a se mover juntas com velocidade de 4 m/s. A massa da esfera que se encontrava em repouso é igual a:

Em um crash test (teste de colisão), um automóvel de 1,5 toneladas colidiu frontalmente com uma parede. A velocidade do automóvel, imediatamente anterior ao impacto, era de 15 m/s. Imediatamente após o impacto, o veículo foi jogado no sentido contrário com velocidade de 3 m/s. A colisão durou 0,15 s.

O módulo da força média, em kgf, exercida sobre o automóvel, durante a colisão, vale

Considere que uma bala de massa 200g com velocidade horizontal 240 m/s bate e fica presa num bloco de madeira de massa 1 kg, que estava em repouso num plano horizontal, sem atrito. Qual a velocidade com que o conjunto (bloco e bala) começa a deslocar-se?

Considere hipoteticamente que um carro com massa de 1.500 kg acidenta-se, chocando-se frontalmente contra um muro. Após a perícia, conclui-se que a velocidade inicial do carro era de ν_i = - 20 i m/s, e a final de ν_f = 3,0 i m/s. Nessas condições, o valor do impulso em razão da colisão é o seguinte:

Um móvel de massa 2,0 kg, movendo-se horizontalmente com velocidade de 10 m/s, colide com outro móvel de massa 3,0 kg inicialmente em repouso.

A porcentagem da máxima energia cinética perdida na colisão é

“A preferência dos consumidores para os presentes no Dia da Criança é liderada por brinquedos, com 55,4% das intenções por este tipo de presente, embora mostre redução em relação ao ano passado, quando alcançou 58,2%.”

Disponível em: <https://economia.terra.com.br/brasileiros-pretendem-gastar-menos-com-presentes-para-o-dia-da crianca,d816ac62a41b15a10f1cf900e599eae1x1e15ed9.html>. Acesso em: 06 out. 2016.

Entre os brinquedos desejados por algumas crianças, podem-se citar os autoramas. Em uma destas pistas, um carrinho de massa 100 g se move com uma velocidade de 0,6 m/s quando sofre uma colisão elástica com outro carrinho inicialmente em repouso e de massa desconhecida. Após a colisão, o primeiro carrinho continua a se mover na mesma direção e sentido, mas com a velocidade de 0,2 m/s. Desprezando o atrito do carrinho com a pista, a massa do segundo carrinho e a velocidade do segundo carrinho após a colisão serão, respectivamente:

Em reportagem sobre acidentes de trânsito no Brasil, publicada em 18/03/2015, o sociólogo e especialista em segurança no trânsito Eduardo Biavati alertou sobre o perigo do uso do celular ao volante. Segundo Biavati: Antes o uso do celular se restringia a ligações de voz, que demandava basicamente uma das mãos. A situação de riscofoi maximizada com as mudanças do próprio uso do smartphone. Para você digitar qualquer letra, além da mão, é preciso olhar para a tela. Ou seja, a distração é mais profunda: perde-se o contato visual e o mecânico. Um estudo do NHTSA, departamento de Trânsito dos Estados Unidos, revela que o uso de dispositivos móveis ao volante aumenta em até 400% o risco de acidente. Um risco muito maior do que o causado pela embriaguez!

Suponha que dois carros trafeguem a 90 km/ h na mesma pista, separados por uma distância de seguimento de 50 m. De repente, em virtude de retenções na via, o carro da frente freia constantemente a uma taxa de 5,0m/ s2 até parar . Porém, o motorista do carro de trás está distraído, lendo uma mensagem no Whatsapp e demora 2,2 s para perceber a luz do freio do carro da frente e mais 0,30 s para reagir e efetivamente pisar fundo no freio, provocando uma forte desaceleração constante de 7,5m/ s2.

Considerando essas informações, pode-se afirmar que uma colisão

Um pedreiro deixa cair uma massa de 1,30 quilogramas de cimento fresco do terceiro andar. Esse cimento atinge o solo dez metros abaixo, em uma colisão totalmente inelástica. Considerando que 10% da energia se dissiparam na forma de som, e o restante foi transferido para o solo na forma de calor, assinale a alternativa que corresponde à energia térmica absorvida pelo solo (considerar g = 9,8 m/s² ).