Em uma apresentação de dança urbana, um(a) seguidor(a) de massa m = 48 kg realiza um drop controlado: solta do…

Questão

Em uma apresentação de dança urbana, um(a) seguidor(a) de massa m = 48 kg realiza um drop controlado: solta do repouso e cai verticalmente de altura h = 0,80 m até ser segurado(a) pelo parceiro. O tempo de desaceleração fornecido pelo parceiro é ?t = 0,30 s. Usando g = 10 m/s², descreva como calcular a velocidade de impacto, o ímpeto (impulso) necessário para parar o(a) dançarino(a) e a força média que o parceiro precisa aplicar. Apresente fórmulas, cálculos numéricos e considere a direção vertical.

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

Resposta esperada

Velocidade de impacto: v = v(2 g h). Com g = 10 m/s² e h = 0,80 m, v = v(2·10·0,80) = v16 = 4,0 m/s (direção: para baixo). 2) Variação do momento linear (ímpeto): ?p = m·v = 48 kg·4,0 m/s = 192 kg·m/s. Para anular a velocidade (reduzir a zero) é necessário um impulso J = 192 kg·m/s dirigido para cima (mudança de -192 ? 0). Unidade: kg·m/s. 3) Força média necessária: relacionando impulso e tempo, J = F_net·?t ? F_net = ?p/?t = 192/0,30 = 640 N (direção para cima). Aqui F_net é a força resultante sobre o corpo durante a desaceleração. 4) Força total aplicada pelo parceiro (tensão de contato): o parceiro deve fornecer força que produza F_net mais compense o peso do dançarino. Peso = m·g = 48·10 = 480 N (para baixo). Então a força média do parceiro para cima é F_parceiro = F_net + m·g = 640 + 480 = 1 120 N (direção para cima). Unidade: newton (N). 5) Interpretação prática e segurança: aumentar ?t (por exemplo, flexionando braços/joelhos e absorvendo) reduz F_net = ?p/?t e, portanto, diminui F_parceiro, reduzindo risco de lesão. Ensinar técnicas de absorção e comunicação entre parceiros diminui forças de impacto e preserva a segurança na execução.

Explicação

O cálculo da velocidade de impacto utiliza a relação entre altura e gravidade, permitindo determinar a velocidade no momento do impacto. A variação do momento linear é obtida multiplicando a massa pela velocidade, resultando no impulso necessário para parar o dançarino. Por fim, a força média aplicada pelo parceiro deve considerar tanto o impulso quanto o peso do dançarino, garantindo que a força total seja suficiente para desacelerá-lo de forma segura.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Um(a) dançarino(a) de massa m = 72 kg aterrissa de um pequeno salto; a queda tem altura h = 0,40 m e, pela flexão dos…
• Um praticante de parkour de massa m = 60 kg salta de um degrau urbano de altura h = 0,80 m e aterrissa flexionando os…
• Um dançarino de massa m = 55 kg perde a altura h = 0,40 m ao aterrissar e para em um deslocamento d = 0,05 m (despreze o…
• Durante uma apresentação de dança de matriz indígena, um dançarino (m = 60 kg) executa um salto vertical que alcança…
• Considere uma técnica de queda tradicional transformada para demonstração esportivizada e midiatizada. Um praticante de…
• Durante um treino de queda controlada, um aluno de massa m = 60 kg atinge o tatame com velocidade vertical v = 3,0 m/s…

Todas as questões de Colisões e Quantidade de Movimento