Em uma atividade de treinamento, uma pessoa de massa 50 kg permanece parada no centro de uma plataforma…
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
Em uma atividade de treinamento, uma pessoa de massa 50 kg permanece parada no centro de uma plataforma elástica. Para um modelo simplificado, a plataforma pode ser considerada equivalente a uma mola vertical de constante elástica k = 5.000 N/m. Considere g = 10 m/s^2 e despreze a massa da plataforma. Com base na situação descrita, determine: a) a intensidade e o sentido da força peso exercida sobre a plataforma pela pessoa; b) a intensidade e o sentido da força elástica exercida pela plataforma sobre a pessoa enquanto ela permanece em repouso; e c) a deformação da plataforma. Apresente os cálculos e justifique a relação entre as forças no equilíbrio.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) A força peso tem intensidade P = m.g = 50 x 10 = 500 N e atua verticalmente para baixo. b) Como a pessoa permanece em repouso, a força resultante é nula; portanto, a plataforma exerce uma força elástica de 500 N, verticalmente para cima. c) Pela lei de Hooke, Fe = k.x. Assim, x = Fe/k = 500/5.000 = 0,10 m, ou 10 cm. A força elástica equilibra a força peso, pois têm a mesma intensidade e sentidos opostos.
Explicação
A pessoa está em repouso, então a força elástica deve compensar exatamente o peso. O peso é calculado por P = m.g, e a deformação resulta da relação Fe = k.x.
Raio-X da questão
leis da força peso e elástica em equilíbrio estático
analisar forças e eq
força peso e cálculo · conceito de equilíbrio estático
conceito de força elástica e constante de mola
confundir sentidos das forças ou ignorar equilíbrio
situação de treiname
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