Projete a frenagem segura de uma tirolesa: determine a distância mínima de parada s e a força média de…
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
Projete a frenagem segura de uma tirolesa: determine a distância mínima de parada s e a força média de frenagem F para limitar a desaceleração a = a_max. Dados: m = 70 kg, v = 12 m/s, a_max = 6 m/s². Use v² = 2 a s e F = m a; indique unidades e considerações sobre absorção de energia.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
usar v² = 2 a s ? s = v²/(2 a_max) = 144/(2·6) = 144/12 = 12 m. Força média de frenagem F = m·a_max = 70·6 = 420 N (direção oposta ao movimento). Energia a ser dissipada E = 1/2·m·v² = 0,5·70·144 = 5.040 J; o sistema deve absorver essa energia sem exceder F máxima e considerar pico maior que F média se houver rigidez (usar dispositivo dissipador/absorvedor e fator de segurança). Verificar espaço disponível s = 12 m e prever materiais que limitem desaceleração em humanos (evitar a > a_max).
Explicação
A aplicação da fórmula v² = 2 a s permite calcular a distância mínima de parada com base na velocidade inicial e na desaceleração máxima permitida, garantindo que a frenagem seja segura. O cálculo da força média de frenagem, utilizando F = m·a, assegura que a força aplicada não exceda os limites suportáveis pelo corpo humano. Além disso, a consideração da energia a ser dissipada é crucial para garantir que o sistema de frenagem possa absorver essa energia de forma eficaz, evitando lesões.
Raio-X da questão
frenagem em tirolesa
avaliacao
movimento uniformemente variado · forças e acelerações
Revisar as fórmulas de movimento e força em física.
O aluno pode confundir a relação entre força e aceleração, aplicando a fórmula de forma incorreta e não considerando a absorção de energia.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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