(somente para a
série) Os ossos, ajudados pelos músculos, garantem o formato do corpo humano. Ao produzir tensões nos ossos, visando deformá-los, eles podem quebrar (fraturar). É por isso que cair de grande altura produz graves danos ao nosso corpo. Em uma realidade alternativa, os ossos são constituídos por um material parcialmente elástico que transforma parte da energia mecânica em térmica, amortecendo impactos mais intensos. Nessa realidade, uma queda de grandes alturas não produz danos ao corpo, o qual quica no solo algumas vezes como uma bola de basquete. Nesse contexto, uma pessoa de 80 kg caiu de 80 m de altura. Após quicar no solo a primeira vez, subiu até 20 m de altura. Desprezando a influência do ar, qual a quantidade de energia mecânica que foi transformada em térmica na primeira colisão com o solo? Dados:
e despreze a resistência do ar.
a) 64.000 J
b) 32.000 J
c) 48.000 J
d) 86.000 J
a) 64.000 J
b) 32.000 J
c) 48.000 J
d) 86.000 J
Passo 1
O enunciado descreve uma queda de uma pessoa de
,kg de uma altura de
,m, sem resistência do ar, e depois ela quica até
,m. Queremos saber quanta energia mecânica foi dissipada em forma de térmica na primeira colisão. O princípio usado é a conservação da energia mecânica entre a energia potencial antes e depois do impacto, descontando a parte transformada em calor.
Passo 2
Calculamos a energia potencial gravitacional inicial
no ponto de partida usando
com
,kg,
,m/s
e
,m.
Passo 3
A energia mecânica disponível logo após o impacto corresponde à energia potencial no auge do quique,
,m. Calculamos
Passo 4
A diferença entre a energia inicial e a final é a energia transformada em térmica na colisão:
Resposta
c)