Durante uma atividade de aventura, uma criança de massa m = 18,0 kg sobe e desce um tronco-rampa de…

Questão

Durante uma atividade de aventura, uma criança de massa m = 18,0 kg sobe e desce um tronco-rampa de comprimento L = 2,00 m e altura h = 0,50 m (g = 10 m/s²). Considere coeficiente de atrito entre sapato e madeira µ = 0,30. Avalie os riscos físicos e proponha estratégias e normas de segurança usando cálculos de energia, velocidade e força para garantir que a velocidade ao final não exceda 1,5 m/s.

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

Resposta esperada

Cálculos: E_p = m·g·h = 18·10·0,5 = 90 J. Energia cinética limite para v =1,5 m/s: E_c = ½·m·v² = 0,5·18·(1,5)² = 20,25 J. Energia a dissipar: ?E = 90 - 20,25 = 69,75 J. Ângulo da rampa: sin? = h/L = 0,25 ? cos? ˜ 0,968. Força de atrito F_f = µ·m·g·cos? = 0,30·18·10·0,968 ˜ 52,27 N. Trabalho do atrito W_f = F_f·L = 52,27·2,00 ˜ 104,54 J. Como W_f > ?E, a fricção é suficiente para manter v = 1,5 m/s (na prática a criança pode parar antes do final). Recomendações físicas e normas: usar material com atrito adequado (solado antiderrapante), supervisão próxima, corrimão ou corda lateral para apoio (reduz risco de queda), limitar altura ou inclinação da rampa, testar superfície para evitar partes soltas/escorregadias. Verificar resistência do tronco e circulação do espaço para evitar colisões.

Explicação

Os cálculos realizados demonstram que a energia potencial inicial é maior do que a energia cinética máxima permitida, indicando que a força de atrito é suficiente para controlar a velocidade da criança. As recomendações práticas visam garantir a segurança, minimizando riscos de quedas e colisões, além de assegurar que a rampa seja adequada para a atividade proposta. A análise cuidadosa dos fatores físicos e a implementação de normas de segurança são essenciais para uma experiência segura e controlada.

Raio-X da questão

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