Para encontrar a tensão (ou compressão) em cada um dos pedestais, podemos utilizar o princípio da conservação do momento angular. Como o sistema é simétrico, podemos considerar que o momento angular é nulo. Assim, podemos utilizar o princípio da conservação da energia mecânica, que diz que a energia mecânica total do sistema é constante. A energia mecânica total é dada pela soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional. No início, o mergulhador está em repouso sobre o trampolim, então a energia cinética é zero. A energia potencial gravitacional é dada por mgh, onde m é a massa do mergulhador, g é a aceleração da gravidade e h é a altura do mergulhador em relação ao solo. Assim, a energia potencial gravitacional inicial é dada por: Ep = mgh = 582 x 9,8 x 0,5 = 2858,2 J Quando o mergulhador salta, ele ganha energia cinética e perde energia potencial gravitacional. No ponto mais alto do salto, a energia cinética é zero e a energia potencial gravitacional é máxima. No ponto mais baixo do salto, a energia cinética é máxima e a energia potencial gravitacional é mínima. Como o sistema é conservativo, a energia mecânica total no ponto mais alto do salto é igual à energia mecânica total no ponto mais baixo do salto. Assim, podemos igualar as energias mecânicas nos dois pontos: Ep + Ec = mgh + (1/2)mv² Onde v é a velocidade do mergulhador no ponto mais baixo do salto. Como a energia cinética no ponto mais alto do salto é zero, temos: Ep = (1/2)mv² Substituindo os valores, temos: 582 x 9,8 x 0,5 = (1/2) x 582 x v² v = 7,67 m/s Agora podemos calcular a força resultante sobre o trampolim no ponto mais baixo do salto. A força resultante é dada pela soma das forças que atuam sobre o sistema. As forças que atuam sobre o sistema são o peso do mergulhador, o peso do trampolim e as forças de reação dos pedestais. Assim, temos: Fr = Fp + Fm + F1 + F2 Onde Fr é a força resultante, Fp é o peso do trampolim, Fm é o peso do mergulhador e F1 e F2 são as forças de reação dos pedestais. O peso do trampolim é dado por: Fp = mp x g = 142 x 9,8 = 1391,6 N O peso do mergulhador é dado por: Fm = mg = 582 x 9,8 = 5703,6 N Como a força resultante é nula no ponto mais baixo do salto, temos: F1 + F2 = - Fp - Fm Substituindo os valores, temos: F1 + F2 = - 1391,6 - 5703,6 F1 + F2 = - 7095,2 N Como as forças de reação dos pedestais têm a mesma intensidade, temos: F1 = F2 = - 3547,6 N Assim, a tensão (ou compressão) em cada um dos pedestais é de 3547,6 N.
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