O que é uma crumple zone em veículos?

É uma região do carro projetada para se deformar em colisões, absorvendo energia e protegendo os ocupantes.

Por que a deformação da estrutura do carro aumenta a segurança dos passageiros?

Porque a deformação absorve parte da energia cinética do impacto, reduzindo a força transmitida aos ocupantes.

O que acontece com a energia cinética durante uma colisão com crumple zone?

Parte da energia cinética é dissipada na deformação do carro, diminuindo o impacto sobre os passageiros.

Como a quantidade de movimento se comporta em um sistema isolado durante uma colisão?

A quantidade de movimento total se conserva, mas pode ser redistribuída entre os corpos envolvidos.

Qual a relação entre tempo de colisão e força sentida pelos ocupantes?

Aumentar o tempo de colisão reduz a força média sobre os ocupantes, pois $F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$.

Por que estruturas muito rígidas podem ser menos seguras em colisões?

Porque transmitem mais energia e força aos ocupantes, aumentando o risco de lesões graves.

Além da crumple zone, cite outro dispositivo de segurança passiva em carros.

O cinto de segurança, que mantém o ocupante preso ao banco e distribui as forças do impacto.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro

ENEM 2024 Questão 91

Muitas pessoas ainda se espantam com o fato de um passageiro sair ileso de um acidente de carro enquanto o veículo onde estava teve perda total. Essas pessoas talvez considerem, equivocadamente, que os carros mais seguros são os que têm as estruturas mais rígidas, ou seja, estruturas, que durante uma colisão, apresentam menor deformação. Na verdade, o que ocorre é o contrário. Por isso, a partir de 1958, passaram a ser produzidos carros com partes que se deformam facilmente. DAY, C. Crumple Zones. Disponível em: https://pubs.aip.org. Acesso em: 2 jul. 2024 (adaptado). Assim, além dos cintos de segurança e dos airbags, os carros modernos passaram a contar com o dispositivo de segurança conhecido como crumple zone (região deformável, em inglês), conforme a figura.

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DAY, C. Crumple Zones. Disponível em: https://pubs.aip.org. Acesso em: 2 jul. 2024 (adaptado). | Momentum and Car safety. GCSE Physics Revision. Disponível em: www.shalom-education.com. Acesso em: 5 jul. 2024 (adaptado).

Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro

Resolução

A questão aborda o conceito físico de segurança veicular, especificamente o papel das zonas de deformação (crumple zones) em colisões. O ponto central é compreender como a deformação controlada da estrutura do carro durante um impacto contribui para a proteção dos ocupantes. Para isso, é necessário entender os conceitos de energia cinética, quantidade de movimento (momento linear) e transferência de energia em sistemas isolados. Quando um carro colide com um obstáculo rígido, parte da energia cinética do sistema é dissipada na deformação do veículo, reduzindo a energia transferida aos ocupantes e, consequentemente, diminuindo os danos a eles. O raciocínio correto leva à alternativa B, pois a crumple zone absorve parte da energia cinética do sistema, tornando o impacto menos prejudicial para os passageiros.

Comentários por alternativa

A aciona os airbags do veículo.

A alternativa A está errada porque, embora a deformação possa acionar airbags, essa não é a principal função física da crumple zone. O acionamento dos airbags é um mecanismo adicional de segurança, não o objetivo da deformação controlada.
B absorve a energia cinética do sistema.

A alternativa B está correta. A crumple zone aumenta a segurança dos passageiros ao absorver parte da energia cinética do sistema durante a colisão, reduzindo a energia transmitida aos ocupantes e, assim, minimizando lesões.
C consome a quantidade de movimento do sistema.

A alternativa C está errada porque a quantidade de movimento (momento linear) não é 'consumida', mas sim transferida ou redistribuída entre os corpos do sistema. O que é reduzido é a energia cinética, não o momento linear.
D cria uma barreira de proteção para seus ocupantes.

A alternativa D está errada pois a crumple zone não cria uma barreira física de proteção; ela atua absorvendo energia por meio da deformação, e não como um escudo rígido.
E diminui a velocidade do centro de massa do sistema.

A alternativa E está errada porque a velocidade do centro de massa do sistema (carro + ocupantes + muro) não é diminuída pela crumple zone; o que muda é a forma como a energia é dissipada, não a velocidade do centro de massa do sistema isolado.

Flashcards

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1. O que é uma crumple zone em veículos?: É uma região do carro projetada para se deformar em colisões, absorvendo energia e protegendo os ocupantes.
2. Por que a deformação da estrutura do carro aumenta a segurança dos passageiros?: Porque a deformação absorve parte da energia cinética do impacto, reduzindo a força transmitida aos ocupantes.
3. O que acontece com a energia cinética durante uma colisão com crumple zone?: Parte da energia cinética é dissipada na deformação do carro, diminuindo o impacto sobre os passageiros.
4. Como a quantidade de movimento se comporta em um sistema isolado durante uma colisão?: A quantidade de movimento total se conserva, mas pode ser redistribuída entre os corpos envolvidos.
5. Qual a relação entre tempo de colisão e força sentida pelos ocupantes?: Aumentar o tempo de colisão reduz a força média sobre os ocupantes, pois $F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$.
6. Por que estruturas muito rígidas podem ser menos seguras em colisões?: Porque transmitem mais energia e força aos ocupantes, aumentando o risco de lesões graves.
7. Além da crumple zone, cite outro dispositivo de segurança passiva em carros.: O cinto de segurança, que mantém o ocupante preso ao banco e distribui as forças do impacto.