Questão de física (cinemática/ força de impacto)

Professor Bruno O.

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Respondeu há 1 ano

Melhor resposta

Essa foi a melhor resposta, escolhida pelo autor da dúvida

Boa noite Maira, tudo bem?

Bom, para calcular a força de impacto do atleta com o solo, basta saber o valor da velocidade com a qual o atleta se chocará com o solo, sua massa e a distância de recuo (Dr) (distância que o centro de massa do atleta se desloca, após o impacto, até parar).

Com isso, substituindo a equação de torrecelli na equação da segunda lei de Newton:

- F= m.a    

- V^2= (Vo')^2 + 2.a.Dr  =>  a= (Vo')^2 /2.Dr  

(OBS: v^2= zero, pois estamos considerando o momento do choque até o centro de massa do corpo parar.)

F= (massa x (velocidade de impacto)^2)/ (2.Dr)

Dados:

Massa (m)= 120Kg

Altura da Queda (H)= 1,6m

Velocidade inicial (Vo)= 2,0m/s

Velocidade de impacto (V')= ?

Distância de recuo (Dr)= 0,05m

Para calcular a velocidade de impacto, devemos também utilizar a equação de torricelli:

(V')^2= Vo^2 + 2gH

(V')^2= 2^2 + 2.10.1,6

V'= (36)^(1/2)

V'= 6,0 m/s (velocidade com a qual o atleta se choca com o solo)

OBSERVAÇÃO: V' = Vo' = velocidade de impacto

Substituindo na relação para o cálculo da força de impacto, temos:

F= m . (V')^2 / 2. Dr

F= 120. 6^2 / 2. 0,05

F= 4320/ 2. 0,05

F= 2160/ 0,05

F= 43200N

Professora Valentina L.

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Respondeu há 1 ano

Energia potencial gravitacional inicial = Energia cinética final

mgh = (1/2)mv^2

onde m é a massa do adversário, g é a aceleração da gravidade, h é a altura a partir da qual o adversário foi arremessado e v é a velocidade final.

Substituindo os valores dados, temos:

120 * 10 * 1,6 = (1/2) * 120 * v^2

1920 = 60v^2

v^2 = 32

v = 5,7 m/s (alternativa A)

Para calcular a força de impacto que o adversário sofre, podemos usar a equação do movimento com aceleração constante:

v^2 = u^2 + 2as

onde u é a velocidade inicial, a é a aceleração, s é a distância percorrida e v é a velocidade final. Podemos rearranjar essa equação para isolar a aceleração:

a = (v^2 - u^2) / 2s

Substituindo os valores dados, temos:

a = (5,7^2 - 2^2) / (2 * 0,05)

a = 816 m/s^2

Finalmente, podemos calcular a força de impacto usando a segunda lei de Newton:

F = ma

onde F é a força, m é a massa e a é a aceleração.

Substituindo os valores dados, temos:

F = 120 * 816

F = 97.920 N (aproximadamente 98.000 N)

Portanto, a resposta correta é a alternativa D) 6,0 m/s e 81600 N.