Durante um passo explosivo, um dançarino de massa m = 60 kg aumenta sua velocidade horizontal de v_i = 1,0 m/s…

Questão

Durante um passo explosivo, um dançarino de massa m = 60 kg aumenta sua velocidade horizontal de v_i = 1,0 m/s para v_f = 3,0 m/s em ?t = 0,20 s ao empurrar o chão. Considere todas as quantidades em SI. Explique, com equações e cálculos, como determinar o impulso J e a força média horizontal F_avg exercida sobre o chão; descreva também qual estrutura gera essa força.

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

Resposta esperada

Impulso J = ?p = m·(v_f - v_i). Para m = 60 kg e ?v = 2,0 m/s: J = 60·2,0 = 120 N·s. Força média horizontal F_avg = J/?t = 120 / 0,20 = 600 N (direção para frente). A força é gerada pela reação do chão (força de reação normal tangencial/atrito) resultante da ação muscular do dançarino sobre o solo; os músculos transferem a ação para o chão, que fornece o impulso necessário.

Explicação

O impulso é calculado pela variação da quantidade de movimento, que depende da massa e da mudança de velocidade, resultando em um valor que representa a força aplicada ao longo do tempo. A força média é obtida dividindo o impulso pelo intervalo de tempo, refletindo a intensidade da ação do dançarino sobre o chão. A força é gerada pela interação dos músculos do dançarino com o solo, que responde com uma força igual e oposta, permitindo o movimento horizontal.

Raio-X da questão

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