Um aluno de luta com massa m = 45 kg cai de altura h = 1,0 m durante uma queda controlada. a) Calcule a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um aluno de luta com massa m = 45 kg cai de altura h = 1,0 m durante uma queda controlada. a) Calcule a velocidade no impacto v = v(2gh) (m/s) com g = 10 m/s²; b) energia convertida E = mgh (J); c) explique fisicamente por que rolar ao cair reduz a força média e compare F_avg = ?p/?t para ?t = 0,05 s e ?t = 0,40 s.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
v = v(2·10·1,0) = v20 = 4,47 m/s. Energia E = mgh = 45·10·1,0 = 450 J. Impulso ?p = m·v = 45·4,47 ˜ 201,2 kg·m/s. Para ?t=0,05 s: F_avg ˜ 201,2/0,05 ˜ 4 024 N. Para ?t=0,40 s: F_avg ˜ 201,2/0,40 ˜ 503 N. Rolar aumenta o tempo de contato ?t, convertendo parte da energia em rotações e dissipando-a por deformação e fricção; assim a força média sobre o corpo diminui, reduzindo risco de lesão. Técnicas: flexionar membros, distribuir contato e canalizar energia para rolamento.
Explicação
O cálculo da velocidade no impacto e da energia potencial convertida em energia cinética está baseado nas fórmulas da física, que relacionam a altura da queda e a massa do corpo. A análise das forças médias em diferentes intervalos de tempo mostra que aumentar o tempo de contato durante a queda reduz a força aplicada no corpo, o que minimiza o risco de lesões. Rolar ao cair permite uma distribuição melhor da energia e uma absorção mais gradual do impacto, contribuindo para a segurança do atleta.
Raio-X da questão
energia e movimento
avaliacao
energia potencial e cinética · movimento e força
Revisar conceitos de energia potencial e força média.
O aluno pode confundir a relação entre energia e movimento, não aplicando corretamente as fórmulas para calcular a energia e a velocidade.
saude
pensamento_critico
cientifico
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