Em uma trilha inclinada usada para prática de aventura na natureza, proponha um procedimento quantitativo em…

Questão

Em uma trilha inclinada usada para prática de aventura na natureza, proponha um procedimento quantitativo em campo para verificar se a superfície do terreno oferece atrito estático suficiente para que um(a) aluno(a) com massa total M (aluno + mochila) não deslize ao caminhar. Inclua instrumentos, medidas a realizar, equações (use g = 10 m/s²) e critério numérico de aceitação para uso seguro.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Procedimento modelo: 1) Dados e instrumentos: escolha massa representativa M (ex.: 70 kg), inclinômetro/nível para medir ângulo da trilha ?, uma bota de teste e uma dinamômetro (célula de carga ou mola graduada) para medir força horizontal F_pull; fita métrica e cronômetro se necessário. Use g = 10 m/s². 2) Meça o ângulo local da trilha ? com o inclinômetro (em graus). A condição para não escorregar é µ_s = tan(?), onde µ_s é o coeficiente de atrito estático. 3) Método de medição de µ_s (método A - tração horizontal): fixe a bota de teste sobre a superfície com uma carga representativa (p.ex. coloque peso equivalente a M sobre uma plataforma pequena) e puxe horizontalmente com o dinamômetro até ocorrer deslizamento; registre F_crit (N). Calcule µ_s = F_crit / (M·g·cos?). Alternativa (método B - plano inclinado): incline uma amostra da superfície até o ângulo crítico f em que a bota desliza; então µ_s = tan(f). 4) Critério de aceitação: calcule µ_req = tan(?). Se µ_s = 1,5·µ_req (fator de segurança recomendado =1,5) a superfície é considerada segura para a atividade; se 1,0·µ_req = µ_s < 1,5·µ_req exigir medidas mitigadoras (corrimãos, vias alternativas); se µ_s < µ_req proibir passagem. 5) Exemplos de cálculo (ilustrativo): para ? = 25°, µ_req = tan(25°) ˜ 0,47. Se F_crit medido = 330 N com M = 70 kg ? µ_s = 330/(70·10·cos25°) ˜ 0,51 ? margem ˜1,08 (insuficiente se exigir fator 1,5). 6) Observações de segurança: repetir medições em pontos representativos, em condições úmidas e secas; documentar locais com baixa aderência; usar equipamento de proteção individual e evitar testes com pessoas em risco. Registrar incertezas e decidir com base no pior caso.

Explicação

O procedimento proposto utiliza medições diretas e cálculos para determinar o coeficiente de atrito estático, essencial para garantir a segurança dos alunos ao caminhar em uma trilha inclinada. A inclusão de critérios numéricos de aceitação e fatores de segurança assegura que a superfície seja adequada para a atividade, minimizando riscos. Além disso, as observações de segurança e a repetição de medições em diferentes condições garantem a confiabilidade dos resultados.

Raio-X da questão

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