Durante uma figura de salão o líder abaixa a seguidora (massa m = 50 kg) fazendo seu centro de massa descer de…

Questão

Durante uma figura de salão o líder abaixa a seguidora (massa m = 50 kg) fazendo seu centro de massa descer de h1 = 1,05 m para h2 = 0,75 m em ?t = 1,50 s. Apresente cálculos e discuta energia e potência envolvidos no movimento (use g = 10 m/s²).

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

Resposta esperada

Cálculo da variação de energia potencial: ?h = h2 - h1 = -0,30 m. ?U = m·g·?h = 50·10·(-0,30) = -150 J. A seguidora perde 150 J de energia potencial; essa energia deve ser absorvida ou dissipada pelo líder/músculos ou transformada em calor. Potência média associada à redução: P_med = |?U|/?t = 150 J / 1,50 s = 100 W. Força vertical aplicada pelo líder para manter descida a velocidade constante: se a aceleração é nula, F_aplicada = m·g = 500 N (para cima); deslocamento d = 0,30 m para baixo dá trabalho do líder W = F·(-d) = -500·0,30 = -150 J, consistente com ?U. Conclusão: o líder deve dissipar 150 J em 1,5 s (potência ˜ 100 W); se o tempo fosse menor, a potência exigida aumentaria proporcionalmente, e oscilações na força implicariam acelerações adicionais e variação do trabalho e da energia dissipada.

Explicação

A análise da variação de energia potencial revela que a seguidora perde 150 J ao descer, o que deve ser compensado pelo líder, que precisa dissipar essa energia. O cálculo da potência média mostra que, para manter a descida constante, o líder exerce uma força que resulta em um trabalho consistente com a energia perdida. Assim, a relação entre energia, força e tempo é fundamental para entender a dinâmica do movimento e a potência envolvida.

Raio-X da questão

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