DISSERTATIVA — Em campo, proponha um procedimento quantitativo para verificar se um conjunto arnés + mosquetão…

Questão

DISSERTATIVA — Em campo, proponha um procedimento quantitativo para verificar se um conjunto arnés + mosquetão suporta as forças previstas em um balanço controlado (tipo 'Tarzan') antes do uso com estudantes. Inclua instrumentação, medições a realizar, fórmulas (energia, trabalho, forças), cálculo exemplo com valores numéricos, e critérios de aceitação em relação a resistências típicas (em N). Use g = 10 m/s².

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

Resposta esperada

Procedimento modelo: 1) Objetivo: estimar força média e pico no arnés durante um balanço simulado. Instrumentos: dinamômetro com alcance = 10 kN ou célula de carga, acelerômetro, fita métrica, cronômetro e superfície de amortecimento. 2) Configuração e massa de ensaio: usar massa m_test = 80 kg (representativa) fixada ao arnés; escolher altura de queda/lançamento h = 1,5 m relativa à posição de maior velocidade. 3) Cálculos iniciais: energia liberada E = m·g·h = 80·10·1,5 = 1 200 J. 4) Medição de distância de desaceleração s (compressão do colchão ou extensão elástica que dissipa energia) durante o ensaio; estimar força média resultante F_net_avg = E/s (N). Força média de contato F_contact_avg = F_net_avg + m·g (N), pois F_net = F_contact - m·g. Exemplo numérico: se s = 0,50 m ? F_net_avg = 1 200/0,50 = 2 400 N; F_contact_avg = 2 400 + 800 = 3 200 N (3,2 kN). 5) Estimar pico de força: usar acelerômetro para obter deceleração máxima a_max; aplicar F_peak = m·a_max + m·g. Registrar curva F(t) com dinamômetro para verificar picos. 6) Critérios de aceitação: comparar F_peak e F_contact_avg com as resistências nominais do mosquetão e pontos de ancoragem (ex.: componente principal do mosquetão tipicamente = 2×10^4 N = 20 kN). Requisito de margem de segurança: F_peak = 1/4 da resistência nominal para uso instrucional (ou conforme norma local). Ex.: F_peak medido 6 kN << 20 kN ? aceitável. 7) Repetições e variabilidade: realizar = 3 ensaios, calcular média e desvio; inspecionar visualmente equipamento após cada ensaio. 8) Registro e decisão: documentar massa, h, s, E, F_net_avg, F_contact_avg, F_peak e comparar com critérios; se qualquer valor exceder o limite admissível, substituir componente ou rever projeto. Observações: garantir amarras redundantes e zona segura; utilizar fatores de segurança normativos e considerar comportamento dinâmico não-linear do sistema em interpretação dos picos.

Explicação

O procedimento proposto abrange todos os aspectos necessários para avaliar a segurança do conjunto arnés + mosquetão, incluindo a análise de forças e energias envolvidas no balanço. Além disso, considera a instrumentação adequada e estabelece critérios de aceitação baseados nas resistências típicas dos materiais, garantindo que o equipamento esteja dentro dos limites seguros para uso com estudantes. A inclusão de repetições e documentação dos resultados assegura a confiabilidade e a precisão dos testes realizados.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em uma trilha inclinada usada para prática de aventura na natureza, proponha um procedimento quantitativo em campo para…
• (Dissertativa) Para uma travessia por corda de baixa altura: H = 1,50 m, comprimento do trecho L = 6,00 m, usuário de…
• DISSERTATIVA — Proponha um procedimento experimental, executável em pátio ou parquinho, para determinar localmente a…
• Para um trecho de escalada natural de até h = 3,00 m destinado ao 4.º ano, identifique riscos físicos principais…
• Analise, em termos físicos (forças, torques, centro de massa, atrito e energia), as medidas técnicas que reduzem o risco…
• Elabore um experimento em sala para medir a potência média desenvolvida por uma criança ao subir um degrau de altura h…

Todas as questões de Trabalho e Potência Mecânica