Um praticante de parkour de massa m = 60 kg salta de um degrau urbano de altura h = 0,80 m e aterrissa…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um praticante de parkour de massa m = 60 kg salta de um degrau urbano de altura h = 0,80 m e aterrissa flexionando os joelhos, reduzindo a frenagem em distância d = 0,40 m. Considerando g = 10 m/s², determine: (a) a velocidade de impacto imediata v (m/s); (b) a força média de contato F_cont (N) que o solo exerce no praticante durante a frenagem. Use conservação de energia e suponha frenagem uniforme. Explique como aumentar d altera F_cont e que medida prática reduz o risco de lesão.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: 1) v = v(2 g h) = v(2·10·0,80) = v16 = 4,0 m/s. 2) Energia cinética ao impacto: E_k = 1/2 m v² = 0,5·60·(4,0)² = 480 J. 3) Trabalho da força líquida de frenagem: F_net·d = E_k ? F_net = E_k / d = 480 / 0,40 = 1200 N (direção para cima considerando o sentido da força de frenagem). 4) Força de contato do solo no praticante: F_cont = F_net + m g = 1200 + 60·10 = 1800 N (para cima). Interpretação: aumentar d (ex.: dobrar a distância de frenagem) reduz F_net e, portanto, F_cont proporcionalmente, diminuindo o impacto. Medida prática: flexionar mais os joelhos ao aterrissar para aumentar d e reduzir a força média recebida, protegendo a integridade física.
Explicação
A velocidade de impacto é calculada utilizando a conservação de energia, onde a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética. A força média de contato é determinada pela relação entre o trabalho realizado na frenagem e a distância, considerando a força gravitacional. Aumentar a distância de frenagem diminui a força média recebida, e flexionar os joelhos ao aterrissar é uma prática que ajuda a aumentar essa distância, reduzindo o risco de lesões.
Raio-X da questão
conservação de energia
avaliacao
conservação de energia · movimento uniformemente acelerado
Revisar a conservação de energia e cálculo de força média.
O aluno pode confundir a força média de contato com a força gravitacional, não considerando a frenagem e a altura do salto.
saude
pensamento_critico
cientifico
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