Um casal de dançarinos (massa total m = 140 kg) executa passos que incluem deslizamento médio s = 0,50 m por…
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 casal de dançarinos (massa total m = 140 kg) executa passos que incluem deslizamento médio s = 0,50 m por passo, à frequência de 120 passos/min, durante t = 5 min. O coeficiente de atrito cinético sapato–piso é µ = 0,15. Calcule a energia total dissipada por atrito (J) e a potência média (W). Use g = 10 m/s² e mostre cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Número de passos N = 120 passos/min × 5 min = 600 passos. Trabalho dissipado por atrito por passo Ws = F_atrito·s = µ·m·g·s. Substituindo: Ws = 0,15·140·10·0,50 = 105 J por passo. Energia total Wtot = Ws·N = 105·600 = 63 000 J. Tempo t = 5 min = 300 s. Potência média P = Wtot / t = 63 000 / 300 = 210 W. Interpretação: ~63 kJ dissipada em 5 min, potência média ˜210 W, energia que deve ser suprida pelo esforço dos dançarinos e pelo gasto metabólico.
Explicação
O cálculo da energia total dissipada por atrito é obtido multiplicando o trabalho realizado por passo pelo número total de passos, considerando a força de atrito que depende da massa, da gravidade e do coeficiente de atrito. A potência média é então calculada dividindo a energia total pelo tempo total em segundos, refletindo a taxa de trabalho realizado. Esses valores demonstram a quantidade de energia que os dançarinos precisam suprir para manter os movimentos, considerando as perdas por atrito.
Raio-X da questão
energia dissipada por atrito
avaliacao
cálculo de energia e potência · coeficiente de atrito
Revisar as fórmulas de energia e potência em física.
O aluno pode confundir a energia dissipada com a energia total do sistema, não considerando apenas a energia relacionada ao atrito.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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