Um atleta olímpico oscila sobre um trampolim, atingindo pontos ligeiramente mais elevados para cada oscilação. Explique como ele faz aumentar a energia mecânica total do sistema.

Passo 1

Então, a gente tem um atleta olímpico que está pulando num trampolim e, a cada pulo, ele consegue alcançar alturas um pouco maiores. A pergunta é: como ele consegue aumentar a energia mecânica total do sistema? Vamos precisar entender sobre energia mecânica, que é a soma de energia potencial e energia cinética, e também sobre como movimentos podem adicionar energia nesse sistema.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a energia mecânica ( Em) de um sistema é a soma da energia potencial ( Ep), que depende da posição, e da energia cinética ( Ek), que depende do movimento. Então, temos:
Em = Ep + Ek

Passo 3

Quando o atleta pula no trampolim, ele converte energia muscular em movimento. Ao agitar o corpo, ele pode sincronizar seus músculos com o movimento do trampolim para adicionar energia ao sistema. Isso significa que ele está fazendo trabalho sobre o trampolim para aumentar a energia total.

Passo 4

Toda vez que o atleta empurra o trampolim no momento certo, ele está adicionando energia externa ao sistema. Esse trabalho extra aumenta a energia mecânica total, permitindo que ele alcance alturas maiores em cada oscilação.

Passo 5

Além disso, ao ajustar a força e o tempo de suas empurradas, o atleta consegue otimizar a transferência de energia para o trampolim, maximizando o aumento da energia mecânica a cada pulo.

Resposta

O atleta aumenta a energia mecânica total do trampolim realizando trabalhos adicionais com seus músculos no momento certo durante as oscilações, sincronizando seus movimentos para transferir energia externa ao sistema, o que faz com que cada pulo alcance alturas maiores.

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