Explique, do ponto de vista físico, por que usar um freio dinâmico (corda dinâmica ou amortecimento…

Questão

Explique, do ponto de vista físico, por que usar um freio dinâmico (corda dinâmica ou amortecimento controlado) reduz a força de pico em uma queda durante escalada. Use as relações entre energia potencial m·g·h, energia elástica ½ k x² e a relação impulso-força F·?t = m·?v; inclua um exemplo numérico breve (m, h, k) para ilustrar como maior deformação diminui F_max.

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

Resposta esperada

Ao sofrer uma queda de altura h, a energia m·g·h é convertida em energia elástica da corda: ½ k x² ˜ m·g·h; maior elongação x implica menor tensão máxima F_max = k·x. Ex.: m=70 kg, h=1,5 m ? E=70·10·1,5=1050 J. Com k=3000 N/m, ½ k x²=1050 ? x˜0,84 m e F_max=kx˜3000·0,84˜2,5 kN. Se a corda fosse quase rígida (x˜0,10 m), F_max˜k·0,10 seria muito maior; assim, corda dinâmica ou frenagem que aumenta ?t reduz a força média F˜m·?v/?t, protegendo a ancoragem e o praticante.

Explicação

A explicação aborda a conversão de energia potencial em energia elástica durante a queda, mostrando como a deformação da corda dinâmica reduz a força máxima. O exemplo numérico ilustra claramente a relação entre a elongação da corda e a força máxima, destacando a importância de um sistema que permita maior deformação. Além disso, a relação entre impulso e força demonstra como um tempo de desaceleração maior diminui a força média, protegendo tanto o escalador quanto a ancoragem.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• DISSERTATIVA — Em campo, descreva um procedimento quantitativo para verificar se uma corda dinâmica é adequada para…
• Durante uma queda de escalada um praticante de massa m = 75 kg cai verticalmente h = 2,0 m antes da corda dinâmica…
• Um aluno de massa m = 70 kg sofre queda de h = 3,00 m antes que a corda dinâmica comece a absorver energia. Admitindo g…
• Disserte, em termos físicos, sobre as transformações históricas nas técnicas de ancoragem em escalada (ex.: nós e pontos…
• (Dissertativa) Considere uma parede de escalada natural de altura h = 5,00 m para alunos do 6º ano; massa média m = 40,0…
• Considere um praticante de m = 60,0 kg preso a uma corda que se comporta como mola. Queda de h = 1,50 m. Compare duas…

Todas as questões de Práticas corporais de aventura urbanas