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Um atleta, com massa de 80kg, salta de uma altura de 3,2m sobre uma cama elástica, atingindo exatamente o centro da cama, em postura ereta, como il...

Um atleta, com massa de 80kg, salta de uma altura de 3,2m sobre uma cama elástica, atingindo exatamente o centro da cama, em postura ereta, como ilustrado na figura ao lado. Devido à sua interação com a cama, ele é lançado novamente para o alto, também em postura ereta, até a altura de 2,45m acima da posição em que a cama se encontrava. Considerando que o lançamento se deve exclusivamente à força de restituição da cama elástica e que a interação do atleta com a cama durou 0,4s, calcule o valor médio da força que a cama aplica ao atleta. Considere g = 10m/s2.

Essa pergunta também está no material:

Exercícios de Física - Impulso e Quantidade de Movimento
20 pág.

Respostas

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Para calcular a força média que a cama elástica aplica no atleta, podemos utilizar a equação da segunda lei de Newton, que relaciona a força resultante com a massa e a aceleração: F = m * a Sabemos que a aceleração é dada pela variação da velocidade dividida pelo tempo: a = Δv / Δt Podemos calcular a variação da velocidade do atleta durante a interação com a cama elástica utilizando a equação de Torricelli: v² = vo² + 2 * a * Δh Onde vo é a velocidade inicial (zero), Δh é a variação de altura (3,2m - 2,45m = 0,75m) e v é a velocidade final. Isolando v na equação, temos: v = √(2 * a * Δh) Substituindo na equação da aceleração, temos: a = √(2 * g * Δh) / Δt a = √(2 * 10 * 0,75) / 0,4 a = 8,66 m/s² A força resultante é dada por: F = m * a F = 80 * 8,66 F = 692,8 N Portanto, a força média que a cama elástica aplica no atleta é de aproximadamente 692,8 N.

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