Proponha e justifique, com cálculos, uma adaptação para reduzir pela metade a aceleração média de impacto na…
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
Proponha e justifique, com cálculos, uma adaptação para reduzir pela metade a aceleração média de impacto na aterrissagem em uma brincadeira de salto. Considere uma criança de massa m = 30 kg que cai de altura h = 0,80 m; na superfície dura a distância de parada é d1 = 0,02 m. Use g = 10 m/s² e apresente a nova distância de parada necessária e uma sugestão prática de material local para alcançar essa distância adicional.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo da velocidade ao impactar: v = v(2·g·h) = v(2·10·0,80) = v(16) = 4,0 m/s. A desaceleração média a está relacionada por v² = 2·a·d ? a = v²/(2·d). Na superfície dura (d1 = 0,02 m): a1 = v²/(2·d1) = (4,0²)/(2·0,02) = 16 / 0,04 = 400 m/s². Para reduzir a aceleração média pela metade, a2 = a1 / 2 = 200 m/s². Usando a2 = v²/(2·d2) ? d2 = v²/(2·a2) = 16 / (2·200) = 16/400 = 0,04 m. Conclusão: é necessário dobrar a distância de parada de 0,02 m para 0,04 m (4 cm) para reduzir pela metade a desaceleração média. Sugestão prática: usar camadas de espuma de 4 cm espessura cobertas por lona resistente ou tapetes de EVA locais, fixados sobre o piso; materiais locais como retalhos de espuma e tecido podem ser empilhados para alcançar a espessura necessária, mantendo segurança e valorizando materiais culturais locais. Observação: a solução mantém a mesma energia dissipada (?E = m·g·h ˜ 30·10·0,80 = 240 J) mas aumenta a distância de parada para diminuir a aceleração média, reduzindo risco de lesão.
Explicação
O cálculo da velocidade de impacto e da desaceleração média é fundamental para entender como a distância de parada influencia a segurança na aterrissagem. Ao dobrar a distância de parada, a desaceleração média é reduzida pela metade, diminuindo assim o risco de lesões. A sugestão de materiais locais para alcançar essa nova distância é prática e viável, promovendo segurança e a utilização de recursos disponíveis.
Raio-X da questão
aceleração média de impacto
avaliacao
cálculo de aceleração · princípios de física básica
Revisar conceitos de aceleração e impacto em quedas.
O aluno pode confundir a relação entre altura de queda e a aceleração média, não considerando a distância de parada na sua justificativa.
saude
pensamento_critico
cotidiano
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