Explique, do ponto de vista físico, como o deslocamento do centro de massa (CM) de um casal durante a elevação…

Questão

Explique, do ponto de vista físico, como o deslocamento do centro de massa (CM) de um casal durante a elevação de um parceiro afeta a estabilidade. Considere forças (peso e reação), momentos/torques, base de apoio e cite equações relevantes (use g = 10 m/s²).

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

Resposta esperada

Estabilidade depende da projeção vertical do CM do sistema (parceiro elevado + levantador) permanecer dentro da base de apoio. Forças principais: peso total P = (m1 + m2) g (N) e reação do solo N. Torque resultante t em torno da borda da base muda se a linha de ação do peso sair da base ? t = (x_cm)·P, onde x_cm é a distância horizontal entre a projeção do CM e o ponto de suporte. Para manter equilíbrio estático é necessário x_cm = semi-largura da base; caso contrário aparece momento que provoca queda. Ao elevar um parceiro, o CM do sistema desloca-se para a posição do corpo levantado; calcula-se CM combinado por x_CM = (m1 x1 + m2 x2)/(m1 + m2). Exemplificando: levantador m1 = 70 kg no ponto x1 = 0, parceiro m2 = 40 kg é elevado a x2 = 0,6 m; x_CM = (70·0 + 40·0,6)/110 = 24/110 = 0,218 m. Se a base de apoio tem semilargura menor que 0,218 m surge torque que exige ajuste (contraforça dos pés, mudança de postura) ou aumento da base para restaurar equilíbrio. Dinamicamente, acelerações introduzem forças inerciais m a que deslocam a linha de ação efetiva do peso (força aparente), exigindo controle do torque (t = I a para rotações) e maior força de reação do solo. Portanto, para segurança e estabilidade durante a elevação deve-se controlar o deslocamento do CM do sistema, ampliar a base de apoio ou aplicar forças que produzam torques compensadores.

Explicação

A explicação aborda a relação entre o deslocamento do centro de massa e a estabilidade do sistema, destacando a importância da projeção do centro de massa em relação à base de apoio. Utiliza conceitos de forças, torques e equilíbrio estático para justificar como a elevação de um parceiro altera a posição do centro de massa, o que pode comprometer a estabilidade. A inclusão de exemplos numéricos e a consideração de dinâmicas adicionais, como forças inerciais, enriquecem a análise e demonstram a necessidade de ajustes para manter o equilíbrio durante o movimento.

Raio-X da questão

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