Você está viajando de carro em uma autoestrada confortavelmente sentado no banco do passageiro do carro. O motorista, seu amigo Antônio, dirige o c...

a) Analisando a situação, podemos concluir que: I. A sensação de ser impulsionado contra o painel do carro quando este freia ocorre devido à inércia do seu corpo. Como você estava em movimento com o carro, quando ele freia bruscamente, seu corpo tende a continuar em movimento retilíneo uniforme, resultando na sensação de ser empurrado para frente. II. As forças de interação entre o encosto do banco e o seu corpo resultam na sua aceleração porque, mesmo sendo iguais em módulo e com sentidos opostos, elas atuam em corpos diferentes. A força do encosto do banco empurra você para frente, enquanto a força de reação do seu corpo empurra o encosto do banco para trás, resultando na sua aceleração. b) Supondo que sua massa seja de 70kg, podemos comparar a força média que o encosto do banco exerceu sobre o seu corpo enquanto o carro estava acelerando de 0 a 110km/h com o seu peso. A força média que o encosto do banco exerceu sobre o seu corpo pode ser calculada usando a segunda lei de Newton, F = m * a, onde F é a força, m é a massa e a é a aceleração. No caso, a aceleração é dada pela variação de velocidade dividida pelo tempo, a = (110 km/h - 0 km/h) / 6,3 s. Convertendo a velocidade para m/s, temos a = (110000 m/3600 s - 0 m/s) / 6,3 s. Calculando a aceleração, temos a = 4,92 m/s². Agora, podemos calcular a força média que o encosto do banco exerceu sobre o seu corpo, F = m * a. Substituindo os valores, temos F = 70 kg * 4,92 m/s². Calculando a força média, temos F = 344,4 N. Comparando com o seu peso, que é dado pela fórmula P = m * g, onde P é o peso, m é a massa e g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²), temos P = 70 kg * 9,8 m/s². Calculando o peso, temos P = 686 N. Portanto, a força média que o encosto do banco exerceu sobre o seu corpo enquanto o carro estava acelerando de 0 a 110km/h é aproximadamente igual à metade do seu peso.

a) O que se pode concluir é o seguinte:

I. Quando o motorista pisa no freio, o carro sofre uma desaceleração, diminuindo a velocidade graças à ação da força de atrito entre os pneus do carro e o asfalto. Devido à inércia, descrita pela primeira Lei de Newton, você tenderá a permanecer com velocidade constante e, assim, irá tentar ultrapassar o carro. Você será contido pelo cinto de segurança, que o forçará a desacelerar com o carro.

II. A força que o encosto do banco exerce sobre você e a força que você exerce sobre o encosto do carro são pares de ação e reação. Segundo a terceira Lei de Newton, elas são iguais em módulo, mas com sentidos opostos. Cada uma das forças atua sobre um corpo diferente e, portanto, nunca se anularão. A força que o encosto do banco exerce sobre você é a única força aplicada na direção do movimento naquele intervalo de tempo e irá forçá-lo a acelerar com a mesma aceleração do carro. A força que você exerce sobre o encosto do banco é apenas mais uma das forças que irão atuar sobre o banco e o carro na direção do movimento. A resultante das forças sobre o carro será a soma dessa força mais a força de tração das rodas e a força de resistência aerodinâmica sobre o carro. Essa força resultante será responsável pela aceleração do carro.

b) Considerando o valor da constante gravitacional g = 9,8m/s², o peso será P = 70kg x 9,8m/s² = 686N. O carro acelerou do repouso a 110km/h em 6,3s. Então, a aceleração média foi de 4,85m/s² e a força média que atuou sobre o seu corpo foi F = 70kg x 4,85m/s² = 339,5N. Relação entre força e peso: F/P = 0,49.