FisicaNet - Prof. Alberto Ricardo Prass
QUESTÕES RESOLVIDAS
QUESTÕES RESOLVIDAS
Questão 111
Em qualquer obra de construção civil é fundamental a utilização de equipamentos de proteção individual, tal como capacetes. Por exemplo, a queda livre de um tijolo de massa \(2{,}5\text{ kg}\) de uma altura de \(5\text{ m}\), cujo impacto contra um capacete pode durar até \(0{,}5\text{ s}\), resulta em uma força impulsiva média maior do que o peso do tijolo. Suponha que a aceleração gravitacional seja \(10\text{ m s}^{-2}\) e que o efeito de resistência do ar seja desprezível.

A força impulsiva média gerada por esse impacto equivale ao peso de quantos tijolos iguais?
Alternativas
A) \(2\)
B) \(5\)
C) \(10\)
D) \(20\) Correta
E) \(50\)
Resolução Comentada

1. Calculando a velocidade \(v\) com que o tijolo atinge o capacete após queda livre de altura \(h = 5\text{ m}:\)

\[ v = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 5} = 10\text{ m/s} \]

2. A quantidade de movimento imediatamente antes do impacto é:

\[ Q = 2{,}5 \cdot 10 = 25\text{ kg}\cdot\text{m/s} \]

3. Pelo teorema do impulso com intervalo de impacto \(\Delta t = 0{,}5\text{ s}\), considerando a inversão completa do sentido do movimento:

\[ F_{\text{méd}} \cdot 0{,}5 = 25 - (-25) = 50 \]

4. Resolvendo para a força média:

\[ F_{\text{méd}} = \frac{50}{0{,}5} = 500\text{ N} \]

5. Como o peso de um tijolo é \(P = 25\text{ N}\), a razão equivale a:

\[ \frac{500}{25} = 20 \]

Alternativa (D).