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Física

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Uma das modalidades de ginástica olímpica é a das argolas. Nessa modalidade, os músculos mais solicitados são os dos braços, que suportam as cargas horizontais, e os da região dorsal, que suportam os esforços verticais. Considerando um atleta cuja massa é de 60 kg e sendo os comprimentos indicados na figura H = 3,0 m, L = 1,5 m e d = 0,5 m, responda (g = 10 m/s2):
Quando o atleta abre os braços na horizontal, qual a componente horizontal da tensão em cada corda?
a) 50 N
b) 100 N
c) 150 N
d) 200 N
e) 300 N
f) não sei
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Questões Para o Saber

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Respostas

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Para resolver essa questão, precisamos entender a situação em que o atleta está suspenso nas argolas e como as forças atuam sobre ele. 1. Identificação das forças: O atleta tem uma massa de 60 kg, o que significa que seu peso (força gravitacional) é: \[ P = m \cdot g = 60 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 600 \, \text{N} \] 2. Análise das tensões: Quando o atleta abre os braços na horizontal, a tensão nas cordas (T) deve equilibrar o peso do atleta. Como ele está suspenso, a força vertical (T) deve ser igual ao peso (P) dividido entre as duas cordas. 3. Componente horizontal da tensão: Quando os braços estão abertos, a tensão em cada corda tem uma componente horizontal e uma componente vertical. Para simplificar, vamos considerar que as cordas formam um ângulo com a vertical. 4. Cálculo da componente horizontal: A componente horizontal da tensão em cada corda pode ser calculada considerando que a soma das componentes verticais deve igualar o peso do atleta. Se considerarmos que as cordas estão simétricas e que a tensão é a mesma em ambas, a componente vertical de cada corda é: \[ T_v = \frac{P}{2} = \frac{600 \, \text{N}}{2} = 300 \, \text{N} \] 5. Relação entre as componentes: A componente horizontal (T_h) e a vertical (T_v) estão relacionadas pela trigonometria, mas como não temos o ângulo, podemos considerar que a tensão total em cada corda é a mesma e que a componente horizontal é igual à componente vertical em um sistema simétrico. Assim, a componente horizontal da tensão em cada corda, considerando a simetria e a distribuição de forças, é: \[ T_h = T_v = 300 \, \text{N} \] Portanto, a resposta correta é: e) 300 N.

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