Insper 2017 (Engenharias) — questão 4 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanta energia cinética “some” (vira calor, som, deformação) quando o carro a 144 km/h bate na carreta parada e os dois seguem juntos.

Passo 1 — energia cinética antes. Carro de 1 400 kg a 40 m/s (144 km/h); a carreta está parada:

$$E_{\text{antes}} = \frac{1400 \times 40^2}{2} = 1\,120\,000\ \text{J}$$

Passo 2 — velocidade depois (conservação da quantidade de movimento). Na colisão, as forças internas dominam e a quantidade de movimento do sistema se conserva. Inelástica: os dois seguem juntos, com 1 400 + 600 = 2 000 kg:

$$1400 \times 40 = 2000 \times v$$

$$v = 28\ \text{m/s}$$

Passo 3 — energia cinética depois.

$$E_{\text{depois}} = \frac{2000 \times 28^2}{2} = 784\,000\ \text{J}$$

Passo 4 — energia dissipada.

$$E_{\text{dis}} = 1\,120\,000 - 784\,000$$

$$E_{\text{dis}} = 336\,000\ \text{J} \approx 340\ \text{kJ}$$

Atalho: numa colisão perfeitamente inelástica com o alvo parado, a fração dissipada é $M/(m+M) = 600/2000 = 30\%$ da energia inicial: $0{,}30 \times 1120 = 336$ kJ.

⚠️ A armadilha: responder com a energia que sobra depois do choque (784 kJ, perto de 780, alternativa C) ou com toda a energia inicial (1 120 kJ, alternativa D). A energia dissipada é a diferença entre antes e depois.

A ideia em uma frase: na colisão conserva-se a quantidade de movimento, não a energia cinética; a energia perdida é a diferença entre a cinética antes e depois.

Resposta: alternativa B (≈ 340 kJ).