Uma pessoa pode mergulhar na água pulando de uma altura de 10 m sem se machucar, mas, quando ela pula de uma altura de 10 m e cai sobre um piso de concreto, sofre sérias lesões. Qual é a razão dessa diferença?

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta por que a mesma pessoa consegue pular de 10 m numa piscina sem se machucar, mas cai igual de 10 m num chão de concreto e se fode. Isso envolve conceitos de energia (potencial e cinética), trabalho de uma força e como a distância de parada afeta a força que o corpo sente. Vamos usar:
  • Conservação de energia (ou Teorema do Trabalho-Energia): energia potencial vira cinética.
  • Trabalho realizado pela força de impacto: é.
  • Relação entre energia perdida e distância de frenagem.

Passo 2

Primeiro, a pessoa de massa Ep = m g h na altura tem energia potencial gravitacional
Quando ela atinge o chão (ou a água), toda essa energia virou energia cinética . Na hora do “baque”, essa energia é dissipada pelo trabalho das forças de impacto.

Passo 3

Pelo Teorema do Trabalho-Energia, o trabalho da força de impacto (que retarda a pessoa) é igual à variação de energia cinética (que vai de W = -De a zero):
Fmédia;De
Como trabalho é força média vezes deslocamento de frenagem ( ), temos
é

Passo 4

Olha só a sacada: Fmédia = m g hDe é o quanto o corpo “afunda” antes de parar.
  • Na água, você afunda alguns metros (digamos á ou mais).
  • No concreto, essa distância é mínima (milímetros ou centímetros: ).
Então a força média no impacto é
é
Quanto menor , maior é.

Passo 5

Na água: grande → é relativamente pequena → seu corpo desacelera “suavemente” e não se machuca tanto.
No concreto: quase zero → é gigantesca → desaceleração brutal e lesões.

Resposta

A diferença está na distância (e no tempo) de frenagem. Na água você para aos poucos (maior ), gerando força média pequena; no concreto você para quase instantaneamente (menor ), gerando força média muito alta que causa lesões.

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