Física I ⇒ Ação e reação em corpos que se chocam Tópico resolvido

[Argean]

Bom dia, galera.

Olha este exemplo. coisa bem básica. Mas surgiu uma duvida.

fisica dinamica.jpg (51.2 KiB) Exibido 741 vezes

Supondo que o carro tenha 1000Kg e está com aceleração de 10m/s2
F=m.a ===> F=10.000N
Suponha que a bicicleta e ciclista tenham 100kg e aceleração de 2 m/s2
F= 200N

Daí eles se chocam. Pela 3a. lei, ação e reação, as forças que atuam entre eles é igual e de sentido contrário.

A dúvida é:
A força que formará um par ação e reação é igual à da bicicleta? Ou seja, 200N?
se o carro está vindo com F=10000N e se choca contra uma força F=200N, o motivo do impacto destruir a bicicleta é a diferença de força entre os dois?

O gabarito diz que é em razão da diferença da constituição mecanica entre eles.

Isso me leva a pensar: se fosse um bloco de algodão seguindo com F=10000N e se chocasse contra a bicicleta, não haveria destruição, porém, o bloco seguiria em frente, carreando a bicicleta e ciclista com F=9800N?


Estes pequenos detalhes as vezes geram confusão quando levamos para o mundo real.

Valeu!

[progaust]

Em toda colisão real ocorre deformação, o que o problema chama de danos. Essa deformação é proporcional a energia dos corpos, às propriedades do material e ao seu formato. Como as forças que os dois corpos aplicam um ao outro são iguais, a energia mecânica associada aos dois corpos não irá contribuir para a diferença de danos entre o carro e a bike, por isso o gabarito é "diferença da constituição mecânica entre eles"

A sua suposição das forças não é congruente com o enunciado. As forças devem ser iguais, portanto, se Fcarro =m.a =1000.10 =10 000 N, então Fbike =10 000N =m.a. Supondo que a massa da bike é 100 kg, então a(bike) =10 000/100 = 100 m/s². Assim, "A força que formará um par ação e reação é igual à da bicicleta?" sim, pois a força da bike é igual a do carro.

No caso do algodão na vida real, ele se chocaria com a mesma força da bike, mas devidos suas propriedades físicas, a maior parte da energia associada a essa força se dissiparia em outras formas (como deformação, calor, som...) a energia restante provocaria uma força resultante irrisória sobre a bike.

[Argean]

progaust, bom dia, meu caro.

Estou surpreso com a resposta porque eu estava realmente analisando errado. Agora, me explica sua afirmação: "As forças devem ser iguais, portanto, se Fcarro =m.a =1000.10 =10 000 N, então Fbike =10 000N =m.a. Supondo que a massa da bike é 100 kg, então a(bike) =10 000/100 = 100 m/s²."

Como a bike vai ter aceleração de 100m/s2? Se ela vem pela estrada numa aceleração de 2m/s2, como ela ganhou os outros 98m/s2?
Foi pela soma das acelerações dela com a do carro, que estavam em direções contrarias?
E se não, pra onde foi a aceleração da bike?

[progaust]

"A força que a o automóvel exerce sobre a bicicleta tem a mesma intensidade da força que a bicicleta exerce sobre o automóvel."

O enunciado afirma que as forças são iguais em módulo. Ele afirma somente isso. Portanto, ao analisar os dois corpos usando a 2ª lei de Newton nos deparamos com 4 incógnitas ([tex3]m_c,[/tex3] [tex3]a_c,[/tex3] [tex3]m_b,[/tex3] [tex3]a_b[/tex3])

Do enunciado, podemos escrever:
[tex3]F_c=F_b[/tex3]
[tex3]m_c.a_c=m_b.a_b[/tex3]

Essa relação tem garantia de se manter verdadeira ao substituirmos até 3 incógnitas por quaisquer valores. Na 4ª substituição não há essa mesma garantia. Pode ser que ela se mantenha verdadeira, mas não é garantido pra qualquer valor.

Você obteve diferentes valores para as forças de ambos os corpos porque supôs 4 valores.

Se pensarmos fisicamente, as massas do carro e da bike é bem mais difícil de mudar do que suas acelerações, certo? Então fixamos as massas nos valores que você deu: [tex3]m_c=1000[/tex3] kg e [tex3]m_b=100[/tex3] kg.
Veja,
(1) se o carro que tem 1000 kg acelera a uma taxa de 10 m/s², qual é a intensidade (módulo) da força associada a ele?
(2) Qual deve ser a aceleração pra que a bike que tem 100 kg tenha o mesmo módulo da força do carro?
Tenta fazer aí.

[Argean]

progaust, eu levei em consideração as questões abaixo, que vc já respondeu no inicio.

(1) se o carro que tem 100 kg acelera a uma taxa de 10 m/s2, qual é a intensidade (módulo) da força associada a ele?
(2) Qual deve ser a aceleração pra que a bike que tem 100 kg tenha o mesmo módulo da força do carro?

a minha dúvida era que, se a bike está se movendo com força maior que o carro, achei que a força do choque deveria ser a de menor massa. Mas realmente. como o problema já considera que as forças são iguais, sua analise faz sentido. eu nao considerei isso.

Obrigado.