Durante uma queda controlada o lutador B (m = 65 kg) chega ao tatame com velocidade horizontal v = 3,0 m/s e é…
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
Durante uma queda controlada o lutador B (m = 65 kg) chega ao tatame com velocidade horizontal v = 3,0 m/s e é trazido a repouso em t = 0,25 s. O tatame pode ser modelado como uma mola com constante k = 5,0×10^4 N/m que absorve a energia cinética. Calcule: (a) impulso total I; (b) força média F_med durante o impacto; (c) compressão x do tatame tal que ½·k·x² = ½·m·v². Use g = 10 m/s² e apresente medidas de segurança relacionadas ao resultado.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Solução modelo: (a) Impulso I = ?p = m·v = 65 kg·3,0 m/s = 195 kg·m/s. (b) Força média F_med = I / t = 195 / 0,25 s = 780 N. (c) Energia cinética E_k = ½·m·v² = 0,5·65·(3,0)² = 0,5·65·9 = 292,5 J. Com ½·k·x² = E_k ? x = sqrt(2·E_k/k) = sqrt(2·292,5 / 5,0×10^4) = sqrt(585 / 50000) ˜ 0,108 m ˜ 10,8 cm. Medidas de segurança: aumentar tempo de contato (ensinar queda e rolagem) para reduzir F_med; usar tatame com k adequado e compressão = 0,11 m; monitorar técnica para distribuição de forças e redução de picos de pressão.
Explicação
O cálculo do impulso total considera a variação da quantidade de movimento do lutador, resultando na força média que atua durante o impacto. A energia cinética é igualada à energia armazenada na mola, permitindo determinar a compressão do tatame. As medidas de segurança visam minimizar o impacto e garantir uma absorção adequada de forças, prevenindo lesões.
Raio-X da questão
impulso e força média
avaliacao
impulso e força média · energia cinética
Revisar as leis de conservação de energia e impulso em colisões.
O aluno pode confundir a relação entre impulso e força média, aplicando a fórmula errada para calcular a força média durante o impacto.
saude
pensamento_critico
cientifico
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