Cinemática: Um motorista que atende a uma chamada de celular é levado à desatenção, aumentando a possibilidade de acidentes ocorrerem em razão do aumento de seu tempo de reação. Considere dois motoristas, o primeiro atento e o segundo utilizando o celular enquanto dirige. Eles aceleram seus carros inicialmente a 1,00 m/s². Em resposta a uma emergência, freiam com uma desaceleração igual a 5,00 m/s². O motorista atento aciona o freio à velocidade de 14,0 m/s, enquanto o desatento, em situação análoga, leva 1,00 segundo a mais para iniciar a frenagem. Que distância o motorista desatento percorre a mais do que o motorista atento, até a parada total dos carros?

Questão

Um motorista que atende a uma chamada de celular é levado à desatenção, aumentando a possibilidade de acidentes ocorrerem em razão do aumento de seu tempo de reação. Considere dois motoristas, o primeiro atento e o segundo utilizando o celular enquanto dirige. Eles aceleram seus carros inicialmente a 1,00 m/s². Em resposta a uma emergência, freiam com uma desaceleração igual a 5,00 m/s². O motorista atento aciona o freio à velocidade de 14,0 m/s, enquanto o desatento, em situação análoga, leva 1,00 segundo a mais para iniciar a frenagem.

Que distância o motorista desatento percorre a mais do que o motorista atento, até a parada total dos carros?

Alternativas

A) 2,90 m

B) 14,0 m

C) 14,5 m

D) 15,0 m

97%

E) 17,4 m

Explicação

Vamos comparar as distâncias totais percorridas desde o instante em que o motorista atento inicia a frenagem até ambos pararem.

1) Motorista atento (começa a frear a 14,0m/s14,0\,\text{m/s}) Durante a frenagem, com desaceleração constante a=5,00m/s2a=-5,00\,\text{m/s}^2, a distância de parada é 0=v02+2aΔs    Δs=v0225,000=v_0^2+2a\Delta s\;\Rightarrow\;\Delta s=\frac{v_0^2}{2\cdot 5,00} Δsatento=(14,0)210=19610=19,6m\Delta s_\text{atento}=\frac{(14,0)^2}{10}=\frac{196}{10}=19,6\,\text{m}

2) Motorista desatento (demora 1,00s1,00\,\text{s} a mais para começar a frear) Nesse 1,00 s extra ele continua acelerando a 1,00m/s21,00\,\text{m/s}^2.

  • Distância extra nesse 1,00 s: Δsreacao=vt+12at2=14,01,00+121,00(1,00)2=14,0+0,5=14,5m\Delta s_\text{reacao}=v\,t+\frac{1}{2}at^2=14,0\cdot 1,00+\frac{1}{2}\cdot 1,00\cdot (1,00)^2=14,0+0,5=14,5\,\text{m}
  • Velocidade ao iniciar a frenagem após 1,00 s: v=v+at=14,0+1,001,00=15,0m/sv'=v+at=14,0+1,00\cdot 1,00=15,0\,\text{m/s}
  • Distância de frenagem a partir de 15,0m/s15,0\,\text{m/s}: Δsfreio=(15,0)210=22510=22,5m\Delta s_\text{freio}=\frac{(15,0)^2}{10}=\frac{225}{10}=22,5\,\text{m}

3) Diferença de distâncias até parar O atento percorre 19,6m19,6\,\text{m} após começar a frear. O desatento percorre 14,5m14,5\,\text{m} (reação) +22,5m+22,5\,\text{m} (frenagem).

Diferença: Δs=(14,5+22,5)19,6=37,019,6=17,4m\Delta s=(14,5+22,5)-19,6=37,0-19,6=17,4\,\text{m}

Isso corresponde à alternativa E (17,4 m). Observação: nas opções fornecidas, aparece também 14,5m14,5\,\text{m} (apenas a distância de reação extra), mas a pergunta pede até a parada total, então devemos somar também o aumento da distância de frenagem.

Alternativa correta: (E).

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