Durante um exercício de clinch, um lutador aplica uma força horizontal F no tronco a h = 1,2 m em um parceiro…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar, fruir e recriar diferentes lutas presentes no contexto comunitário e regional e lutas de matriz indígena e africana.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um exercício de clinch, um lutador aplica uma força horizontal F no tronco a h = 1,2 m em um parceiro de massa m = 60 kg cujo centro de massa está a 1,0 m do solo. A base de apoio é formada pelos pés separados por d = 0,40 m (distância entre pontos de contato). Considere g = 10 m/s². a) Determine o menor valor de F que provoca tombamento (rotação sobre a borda frontal do pé). b) Se F = 120 N, calcule o trabalho realizado pelo torque resultante para uma pequena rotação ? = 0,10 rad. Apresente cálculos e fórmulas (use SI).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Torque do peso (restaurador) em relação à borda frontal: t_peso = m g (d/2) = 60·10·0,20 = 120 N·m. Condição de tombamento: F·h > t_peso ? F_min = t_peso / h = 120 / 1,2 = 100 N. Para F = 120 N: torque resultante t_res = F·h - t_peso = 120·1,2 - 120 = 24 N·m. Trabalho realizado pela resultante em rotação ?: W = t_res · ? = 24 · 0,10 = 2,4 J.
Explicação
O cálculo do torque do peso é fundamental para determinar a condição de tombamento, pois ele representa a força restauradora que atua contra a força aplicada. A relação entre a força aplicada e a altura do ponto de aplicação permite encontrar o valor mínimo necessário para provocar o tombamento. O trabalho realizado pelo torque resultante durante uma pequena rotação é obtido multiplicando o torque resultante pela variação do ângulo, refletindo a energia transferida na rotação do corpo.
Raio-X da questão
torque e trabalho
avaliacao
torque e trabalho · equilíbrio de forças
Revisar conceitos de torque e trabalho em física.
O aluno pode confundir a aplicação do torque com a força resultante, não considerando a distância do ponto de aplicação da força ao ponto de rotação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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