Em uma projeção por quadril, um aplicador aplica uma força horizontal F constante na altura do quadril h = 1,0…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma projeção por quadril, um aplicador aplica uma força horizontal F constante na altura do quadril h = 1,0 m de um oponente de massa M = 60 kg. O centro de massa do oponente está a d = 0,25 m atrás do ponto de rotação (ponta dos pés). Determine o valor mínimo de F necessário para provocar a rotação que leva à queda, usando g = 10 m/s² e o equilíbrio de torques F·h = M·g·d. Considere condições ideais (atrito suficiente para pivô).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resolução: para iniciar a rotação em torno da ponta dos pés, os torques devem se equilibrar no instante de ruptura do equilíbrio: F·h = M·g·d. Portanto F = (M·g·d)/h. Substituindo M = 60 kg, g = 10 m/s², d = 0,25 m e h = 1,0 m: F = (60·10·0,25)/1,0 = 150 N. Assim, uma força horizontal constante mínima de 150 N aplicada à altura do quadril provoca o torque necessário para derrubar o oponente nas condições assumidas. Observações: pressupõe-se atrito suficiente nos pés para pivô; se o contato deslizar, será necessário maior força/impulso. Para segurança, use técnicas que distribuem força e aumentam tempo de aplicação (reduzindo pico) e utilize proteção de solo.
Explicação
A equação F·h = M·g·d relaciona a força aplicada, a altura do quadril, a massa do oponente e a gravidade com a distância do centro de massa ao ponto de rotação. Ao substituir os valores fornecidos, encontramos a força mínima necessária para gerar um torque suficiente para iniciar a rotação do oponente. Essa análise considera as condições ideais de atrito, essenciais para garantir que a força aplicada resulte em movimento rotacional.
Raio-X da questão
equilíbrio de torques
avaliacao
equilíbrio de torques · forças e movimentos
Revisar a relação entre força, torque e centro de massa.
O aluno pode confundir a relação entre as forças e os momentos, aplicando a fórmula de forma incorreta e não considerando a altura do quadril corretamente.
saude
pensamento_critico
cientifico
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