Um praticante de massa mp = 65 kg tem o CM corporal a 1,00 m acima dos pés. Carrega mochila de massa mm = 8,0…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar e fruir exercícios físicos que solicitem diferentes capacidades físicas, identificando seus tipos (força, velocidade, resistência, flexibilidade) e as sensações corporais provocadas pela sua prática.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um praticante de massa mp = 65 kg tem o CM corporal a 1,00 m acima dos pés. Carrega mochila de massa mm = 8,0 kg cujo CM está 0,25 m atrás e 0,40 m acima do CM do corpo. Ao subir rampa com ? = 30°, estime: (a) posição do CM combinado relativo aos pés (horizontal atrás e vertical); (b) calcule o momento aproximado M = (mp+mm)·g·x sobre o ponto de contato dos pés devido ao peso e discuta como o deslocamento do CM afeta a estabilidade. Use g = 10 m/s².
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo do CM combinado (origem no CM do corpo, eixo x positivo para trás, y vertical): x_cm = (mp·0 + mm·(-0,25))/(mp+mm) = -(8·0,25)/73 = -2/73 ˜ -0,0274 m (ou 2,74 cm atrás). y_cm = (mp·1,00 + mm·0,40)/73 = (65 + 3,2)/73 = 68,2/73 ˜ 0,934 m. Massa total = 73 kg ? peso W = 73·10 = 730 N. Aproximação para momento em torno do ponto de contato dos pés: M ˜ W·|x_cm| = 730·0,0274 ˜ 20,0 N·m. Interpretação: a mochila desloca o CM ~2,7 cm para trás e gera um momento de ~20 N·m que tende a provocar rotação para trás; em uma rampa a projeção do CM sobre a base de apoio fica mais crítica, reduzindo margem de estabilidade. Medidas mitigadoras: aproximar e baixar a mochila (reduzir x_cm), alargar base de apoio e flexionar os joelhos para rebaixar o CM, diminuindo M.
Explicação
O cálculo do centro de massa (CM) combinado leva em consideração as posições relativas do corpo e da mochila, resultando em um deslocamento que pode afetar a estabilidade do praticante. O momento gerado pelo peso em relação ao ponto de contato dos pés indica a tendência de rotação para trás, o que é crítico em uma rampa. Medidas como ajustar a posição da mochila e a base de apoio ajudam a manter o CM dentro da área de suporte, aumentando a estabilidade.
Raio-X da questão
centro de massa
avaliacao
centro de massa · momentos de força
Revisar conceitos de centro de massa e momentos em física.
O aluno pode confundir a posição do centro de massa combinado, não considerando corretamente a altura e a distância horizontal da mochila em relação ao corpo.
saude
pensamento_critico
cientifico
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