Explique, do ponto de vista físico, como o posicionamento do centro de massa (CM) e a largura da base de apoio…

Questão

Explique, do ponto de vista físico, como o posicionamento do centro de massa (CM) e a largura da base de apoio influenciam a estabilidade de um praticante ao atravessar uma ponte suspensa estreita. Use conceitos de torque, linha de ação do peso (P = m·g) e condição para não tombar (linha de ação dentro da base). Sugira medidas práticas para aumentar a estabilidade.

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

Resposta esperada

Modelo de resposta: A estabilidade exige que a linha de ação do peso P = m·g caia dentro da base de apoio; se o deslocamento horizontal do CM gera um momento (torque t = P·d) que vence o momento de reação, o praticante tomba. Diminuir d (baixar o CM) reduz t; aumentar a largura da base (pés afastados) amplia a região em que a linha de ação permanece dentro da base. Medidas práticas: dobrar os joelhos e manter o tronco baixo (reduz altura do CM), abrir os pés (aumenta base), usar bastão/corda lateral para alargar a base efetiva e reduzir deslocamentos laterais, deslocar o CM para dentro da linha de apoio em respostas a oscilações. Em fórmulas: cond. estática ? |d| = b/2, onde b é metade da largura da base; torque máximo suportado ~ P·(b/2). Exemplifique numericamente: para m=60 kg (P=600 N) e b=0,30 m, t_lim = 600·0,15 = 90 N·m; reduzir altura e deslocamento reduz t gerado por forças dinâmicas, aumentando segurança na travessia.

Explicação

A explicação aborda os conceitos de torque e estabilidade, destacando a importância da linha de ação do peso em relação à base de apoio. A relação entre a altura do centro de massa e a largura da base é fundamental para prevenir tombos, e as medidas práticas sugeridas são eficazes para aumentar a segurança. A exemplificação numérica ilustra claramente como esses princípios se aplicam na situação descrita.

Raio-X da questão

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