Velocidade e força de impacto

Professor Pedro B.

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Respondeu há 1 ano

Melhor resposta

Essa foi a melhor resposta, escolhida pelo autor da dúvida

Olá Melissa, bom dia.

Para que possamos encontrar a velocidade final do oponente atingido na disputa de judô, utilizaremos a equação  de Torricelli, dada a seguir:

Dados:

Vo=2m/s

a=g=10m/s^2

DeltaS=1,6m

V^2=Vo^2+2a*(DeltaS)

V^2=((2)^2)+(2*10*(1,6))

V^2=4+32, logo V=raiz(36)=6

Agora para encontrarmos a força de impacto, deveremos utilizar a seguinte equação de equilíbrio de energia mecânica, durante e após o impacto:

Dados:

Altura(pósimpac)=0,05m=d

Vf=6m/s

M=120Kg

Epot(pósimpac)=Ec(impacto)

F(impacto)*d=(M*(Vf^2)/2)

F(impacto)=((120*(36)/2))/(0,05))

F(impacto)=(120*18)/(0,05)=(2160*100)/(5)

=2160*20=43200N

R:43200N. Opção (B)

Espero ter sido esclarecedor, qualquer dificuldade estou à disposição. Obrigado e até mais.

Professor André L.

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Respondeu há 1 ano

Como já foi respondida, vou contribuir com uma solução alternativa. Talvez não seja a melhor, mas é um bom caminho.

Em primeiro lugar, a questão ´eatipica. Vamos considerar que o centro de massa do corpo do lutador é um ponto material se movendo para baixo a partir de uma altura h=1,6 m e quero saber a velocidade instantes antes de atingir o solo. 

Como o peso é a única força atuante, o sistema é conservativo, razão pela qual a energia mecânica se conserva e portanto.

Emi - energia mecânica a 1,6 m

Emf - energia mecânica a 0 m

O corpo parte do alto com uma velocidade de 2 m/s para baixo.

Adotando orientação positiva para cima temos:

hf = 0 - pois o ponto material estará no solo

multiplicando-se a equação acima por 2/m teremos:

vf=-6 m/s de acordo com a orientação adotada

Já no solo, durante o impacto, temos o impulso sobre o corpo que é dado pela expressão:

ou seja, o impulso é igual a variação do momento linear.

Desta forma:

para resolver, temos que lançar mão da cinemática para acharmos o tempo.

Aplicando-se a equação de Torricelli

    devido a orientação adotada

utilizando a equação horária da velocidade

Agora com o tempo, podemos calcular a froça.

Acho que a solução da segunda parte ficou um pouco comprida, mas, como eu disse, é um caminho alternativo.