Quatro crianças, cada uma com massa m = 40 kg, correm de mãos dadas formando uma roda de raio r = 2,0 m com…

Questão

Quatro crianças, cada uma com massa m = 40 kg, correm de mãos dadas formando uma roda de raio r = 2,0 m com velocidade tangencial v = 4,0 m/s. Usando Fc = m v² / r (N) e g = 10 m/s², determine a força centrípeta que cada criança precisa fornecer e discuta implicações sobre a tensão nos braços, direção da força e medidas de segurança na brincadeira. Apresente cálculos e justificativas físicas.

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

Resposta esperada

Cálculo da força centrípeta por criança: Fc = m v² / r = 40·(4,0)²/2,0 = 40·16/2 = 640/2 = 320 N. Portanto cada criança precisa fornecer 320 N de força centrípeta dirigida radialmente para o centro da roda. Física e interpretação: a força centrípeta é horizontal (para o centro) e é transmitida pelas mãos/bras; sua origem prática envolve a tensão nos braços e a reação de atrito entre os pés e o chão que permite manter a velocidade. Implicações de segurança: tensões de 320 N podem sobrecarregar braços e articulações; riscos aumentam se houver variação de velocidade ou pisadas escorregadias. Medidas preventivas: reduzir v, aumentar r (diminuir Fc pois Fc ? v²/r), usar superfície com bom atrito e supervisão para evitar quedas e lesões. Unidades: Fc em newtons (N).

Explicação

O cálculo da força centrípeta é realizado utilizando a fórmula Fc = m v² / r, que considera a massa, a velocidade e o raio da trajetória. A análise da direção da força centrípeta e suas implicações práticas, como a tensão nos braços e a necessidade de segurança, é fundamental para entender os riscos envolvidos na atividade. Medidas preventivas são essenciais para garantir a segurança das crianças durante a brincadeira, evitando lesões e sobrecargas físicas.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em uma aula no pátio, a turma participou de uma corrida de revezamento. Cada estudante correu rapidamente um trecho…
• Para ajudar em casa, Bianca rega as plantas e recolhe folhas do quintal quando é necessário. Em três dias da semana, ela…
• Em uma conversa sobre movimentos do dia a dia, Luana contou que pedala por 15 minutos às segundas, quartas e sextas, no…
• Durante a preparação de uma feira de ciências, Joana caminhou pelos corredores e transportou caixas leves para organizar…
• — Eu já me movimento bastante no dia a dia — contou Luan à professora. Ele explicou que varre a calçada de casa, sobe…
• Ao fim da primeira volta no circuito de exercícios da praça, o grupo percebeu que alguns participantes aceleravam para…

Todas as questões de Ginástica de condicionamento físico