Durante prática de queda controlada, um aluno de massa m = 35 kg pode ser desacelerado pelo tatame em…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante prática de queda controlada, um aluno de massa m = 35 kg pode ser desacelerado pelo tatame em distância s = 0,25 m. Para que a força média de impacto não exceda F_max = 1 500 N, determine a altura máxima h_max de queda seguro. Use g = 10 m/s² e as relações energia e trabalho: m·g·h = F_avg·s. Apresente cálculos e descreva pressupostos físicos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo e cálculo: partir da conservação de energia aproximada: energia potencial m·g·h é dissipada pelo trabalho do tatame F_avg·s. Assim h = (F_avg·s)/(m·g). Substituindo F_avg = 1 500 N, s = 0,25 m, m = 35 kg, g = 10 m/s²: h = (1 500·0,25)/(35·10) = 375/350 ˜ 1,07 m. Pressupostos: toda a energia potencial é dissipada em trabalho uniforme pelo tatame (neglectar resistência do ar e rotação), usamos força média constante F_avg; direção vertical do movimento. Se parte da energia for dissipada por movimentos do corpo ou rotação, h_max real seria menor; para segurança recomenda-se margem de redução do h calculado.
Explicação
A relação entre a energia potencial e o trabalho realizado pelo tatame permite calcular a altura máxima de queda segura, considerando a força média de impacto e a distância de desaceleração. Os pressupostos garantem que a análise é simplificada, desconsiderando fatores como resistência do ar e movimentos adicionais, focando na dissipação de energia de forma uniforme. A margem de segurança é importante para garantir que, na prática, a altura real de queda segura seja menor do que a calculada, aumentando a proteção do aluno.
Raio-X da questão
energia potencial e trabalho
avaliacao
energia potencial · trabalho
Revisar as relações entre energia, trabalho e força em quedas controladas.
O aluno pode confundir a relação entre força média e altura, não aplicando corretamente a fórmula de energia potencial.
saude
pensamento_critico
cientifico
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