Um caminhão de massa m = 900 kg move-se com velocidade VA = ...
Um caminhão de massa m = 900 kg move-se com velocidade VA = 8 m/s, quando colide com um muro de tijolos, atravessando-o e emergindo do outro lado, com velocidade VB = 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?
Gabarito comentado
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**Alternativa correta: A - 4050 J / 24750 J.**
Tema central da questão: A questão aborda conceitos fundamentais da Dinâmica e da Conservação da Energia, especificamente a energia cinética e o trabalho realizado durante uma colisão. Este tema é relevante pois, em situações cotidianas como acidentes, é essencial entender a transferência e transformação de energia.
Resumo teórico:
A energia cinética de um corpo em movimento é dada pela fórmula:
Ec = (1/2) * m * v²
onde m é a massa do corpo e v é sua velocidade. Já o trabalho realizado por uma força é definido como a variação da energia cinética, ou seja:
W = ΔEc = Ecfinal - Ecinicial
Justificativa da alternativa correta:
1. **Cálculo da energia cinética após a colisão (Ecfinal):**
EcB = (1/2) * 900 kg * (3 m/s)² = 4050 J
2. **Cálculo da energia cinética antes da colisão (Ecinicial):**
EcA = (1/2) * 900 kg * (8 m/s)² = 28800 J
3. **Cálculo do trabalho realizado pelo muro:**
W = EcB - EcA = 4050 J - 28800 J = -24750 J
O módulo do trabalho é 24750 J, que representa a energia dissipada pelo caminhão ao atravessar o muro.
Análise das alternativas incorretas:
B - 11250 J / 7200 J: Os valores de energia cinética e trabalho estão incorretos. As contas não correspondem às feitas com a fórmula de energia cinética.
C - 28800 J / 4050 J: O valor de energia cinética antes da colisão foi colocado erroneamente como o valor após a colisão, e o trabalho não é o módulo correto da variação de energia.
D - 32850 J / 28800 J: Nenhum dos valores corresponde aos cálculos corretos de energia cinética e trabalho.
Estratégias para interpretação: É crucial ler com atenção os detalhes do enunciado, identificar claramente o que se pede (neste caso, a energia cinética após a colisão e o trabalho realizado), e aplicar corretamente as fórmulas físicas. Observar a unidade dos resultados e o sentido físico (como o trabalho negativo indicando energia dissipada) também ajuda a evitar erros.
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