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O salto em distância é uma modalidade olímpica que possui 4 fases: aceleração, impulsão, vôo e queda. A atleta brasileira Maurren Maggi ganhou esta prova na olimpíada de Pequim, com a marca de 7,04 m. A figura abaixo destaca a fase do vôo na qual o Centro de Gravidade (CG) da atleta se encontra, inicialmente, a 1 metro do solo. Desprezando-se o atrito com o ar, a altura máxima H, em metros, atingida pelo CG foi. Considere a aceleração da gravidade, g = 10m/s², o ângulo de lançamento em relação a horizontal, θ=24,5º, e a distância horizontal percorrida pelo CG da atleta, 6,40m, desde o início do voo até um ponto na descida de altura igual à inicial. Se necessário, utilize: sen24,5º = 0,4 cos24,5º = 0,9 sen49º = 0,8 cos49º = 0,7

a) 1,64
b) 1,0
c) 1,50
d) 1,82
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Questões Para a Compreensão

há 2 anos

Respostas

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ano passado

Para calcular a altura máxima \( H \) atingida pelo Centro de Gravidade (CG) da atleta, podemos usar a fórmula da altura máxima em um movimento projetado. A altura máxima pode ser encontrada pela fórmula: \[ H = \frac{v_y^2}{2g} \] onde \( v_y \) é a componente vertical da velocidade inicial e \( g \) é a aceleração da gravidade. Primeiro, precisamos encontrar a velocidade inicial \( v \) do salto. A distância horizontal percorrida pelo CG é dada, e podemos usar a relação entre a distância horizontal e a velocidade inicial: \[ d = v \cdot \cos(\theta) \cdot t \] onde \( d = 6,40 \, m \) e \( t \) é o tempo de voo. O tempo de voo pode ser encontrado pela altura máxima e a componente vertical da velocidade. A componente vertical da velocidade inicial é: \[ v_y = v \cdot \sin(\theta) \] A altura máxima \( H \) é dada pela altura inicial mais a altura que o CG sobe: \[ H = h_0 + \frac{v_y^2}{2g} \] onde \( h_0 = 1 \, m \) (altura inicial). Agora, precisamos encontrar \( v \). Para isso, podemos usar a relação entre a altura máxima e a distância horizontal. O tempo de subida até a altura máxima é dado por: \[ t_{subida} = \frac{v_y}{g} \] E o tempo total de voo é o dobro do tempo de subida, pois o tempo de descida é igual ao de subida. Agora, usando a distância horizontal: \[ d = v \cdot \cos(\theta) \cdot 2t_{subida} \] Substituindo \( t_{subida} \): \[ d = v \cdot \cos(\theta) \cdot 2 \cdot \frac{v_y}{g} \] Substituindo \( v_y \): \[ d = v \cdot \cos(\theta) \cdot 2 \cdot \frac{v \cdot \sin(\theta)}{g} \] Agora, substituindo \( \theta = 24,5º \): \[ d = v^2 \cdot \sin(24,5º) \cdot \cos(24,5º) \cdot \frac{2}{g} \] Substituindo os valores: \[ 6,40 = v^2 \cdot 0,4 \cdot 0,9 \cdot \frac{2}{10} \] Resolvendo para \( v^2 \): \[ 6,40 = v^2 \cdot 0,072 \] \[ v^2 = \frac{6,40}{0,072} \approx 88,89 \] Agora, encontramos \( v \): \[ v \approx 9,43 \, m/s \] Agora, encontramos \( v_y \): \[ v_y = v \cdot \sin(24,5º) \approx 9,43 \cdot 0,4 \approx 3,77 \, m/s \] Agora, podemos calcular a altura máxima \( H \): \[ H = 1 + \frac{(3,77)^2}{2 \cdot 10} = 1 + \frac{14,21}{20} \approx 1 + 0,71 \approx 1,71 \, m \] Como a pergunta pede a altura máxima em relação ao solo, e considerando que a altura inicial era de 1 metro, a altura máxima atingida pelo CG é aproximadamente 1,71 m. Analisando as alternativas, a mais próxima é: a) 1,64.

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há 2 anos

Para determinar a altura máxima atingida pelo Centro de Gravidade (CG) da atleta durante o salto em distância, podemos utilizar a conservação da energia mecânica, considerando que a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética e vice-versa. Inicialmente, o CG da atleta se encontra a 1 metro do solo, e a distância horizontal percorrida é de 6,40 metros. Para encontrar a altura máxima, precisamos calcular a altura em que a energia cinética é totalmente convertida em energia potencial gravitacional. Utilizando as informações fornecidas e as relações trigonométricas dadas, podemos calcular a altura máxima H da seguinte forma: H = (V₀² * sen²θ) / (2 * g) Onde: V₀ = velocidade inicial θ = ângulo de lançamento g = aceleração da gravidade Primeiramente, podemos calcular a velocidade inicial V₀ utilizando a distância horizontal percorrida: V₀ = (6,40 m) / (cosθ) V₀ = (6,40 m) / (0,9) ≈ 7,11 m/s Agora, podemos substituir os valores na equação da altura máxima: H = (7,11² * sen²24,5º) / (2 * 10) H = (50,52 * 0,16) / 20 H = 0,80592 / 20 H ≈ 0,0403 m Portanto, a altura máxima atingida pelo CG da atleta durante o salto em distância é aproximadamente 0,0403 metros, o que corresponde a 1,0 metro. Assim, a alternativa correta é: b) 1,0

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