Durante um arremesso controlado, um praticante deixa o oponente de massa m = 80 kg cair de uma altura h = 1,20…

Questão

Durante um arremesso controlado, um praticante deixa o oponente de massa m = 80 kg cair de uma altura h = 1,20 m até o solo. Para proteger o oponente, o lançador quer limitar a força média de impacto a Fmax = 3000 N. Considere g = 10 m/s² e que v = v(2 g h) é a velocidade vertical ao contato. Calcule o tempo mínimo de contato ?t necessário para que Favg = m·?v/?t = Fmax e explique medidas físico-técnicas para aumentar ?t e reduzir a força de impacto respeitando a segurança do oponente.

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

Resposta esperada

Cálculo: v = v(2 g h) = v(2·10·1,20) = v24 ˜ 4,90 m/s. Variação de quantidade de movimento: ?p = m·v = 80·4,90 ˜ 392 kg·m/s. Tempo mínimo: ?t = ?p / Fmax = 392 / 3000 ˜ 0,1307 s ˜ 0,13 s. Verificação por energia: energia cinética ao impacto KE = ½ m v² = ½·80·(4,90)² = 960 J; dissipar essa energia em maior distância ou tempo reduz a força média (Favg ˜ KE / s de parada). Medidas para aumentar ?t e diminuir Favg: orientar o oponente a rolar (aumenta distância e tempo de parada), flexionar braços e pernas para amortecer, distribuir o contato por mais superfície (evitar concentração de força), usar tatame com maior deformação elástica, e guiar a trajetória do arremesso para reduzir a altura efetiva de queda. Todas as medidas combinam princípios de impulso e trabalho/energia para aumentar ?t e reduzir pico de força, preservando a segurança do oponente.

Explicação

O cálculo da velocidade ao impacto e da variação da quantidade de movimento permite determinar o tempo mínimo de contato necessário para limitar a força média de impacto. As medidas sugeridas visam aumentar o tempo de parada e distribuir a força de forma mais segura, utilizando princípios de impulso e trabalho/energia. Isso garante que a força média não exceda o limite estabelecido, protegendo assim o oponente durante a queda.

Raio-X da questão

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