Considere uma criança de massa m = 20 kg que cai de altura h = 0,50 m durante uma brincadeira. Usando g = 10…

Questão

Considere uma criança de massa m = 20 kg que cai de altura h = 0,50 m durante uma brincadeira. Usando g = 10 m/s², calcule a velocidade de impacto v e a energia cinética E_k. Em seguida, explique com cálculos e fórmulas (por ex. v = v(2 g h), E_k = ½ m v², F_avg = E_k / d) como aumentar a distância de parada d e outras medidas físicas reduzem a força de impacto e quais regras de segurança recomendar.

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

Resposta esperada

Cálculos: v = v(2 g h) = v(2·10·0,50) = v10 ˜ 3,16 m/s. E_k = ½ m v² = ½·20·(3,16)² = m g h = 20·10·0,5 = 100 J. Para reduzir força média F_avg use F_avg = E_k / d: com acolchoamento d = 0,50 m ? F_avg = 100 / 0,50 = 200 N; com d = 0,10 m ? F_avg = 100 / 0,10 = 1000 N. Medidas físicas: aumentar d (acolchoamento, esteiras, areia), fazer a criança amortecer a queda (flexão de joelhos, rolar) e diminuir h (evitar brincar em locais altos). Regras de segurança recomendadas: retirar objetos pontiagudos, supervisionar, usar calçado adequado, delimitar área com piso amortecedor e ensinar técnicas de queda seguras. Essas medidas aumentam a distância de parada e reduzem a força média, diminuindo risco de lesões.

Explicação

Os cálculos apresentados mostram como a velocidade de impacto e a energia cinética são determinadas pela altura da queda e pela massa da criança. A análise da força média de impacto revela que aumentar a distância de parada reduz a força exercida, o que é essencial para minimizar lesões. As medidas de segurança propostas visam criar um ambiente mais seguro e ensinar técnicas que ajudam a amortecer a queda, reduzindo ainda mais o risco de ferimentos.

Raio-X da questão

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