Enunciado

O salto triplo é uma prova do atletismo em que o atleta faz uma corrida de arrancada e tenta se projetar o mais longe possível com um salto inicial, dois passos e um salto final. A figura mostra o salto inicial do atleta. Admitindo que ele se aproxime da linha de salto vindo da esquerda com uma velocidade horizontal de 10 m/s, que permaneça em contato com o solo por 0,18 s e salte com um ângulo de 50° a uma velocidade de 12 m/s, determine o componente vertical da força impulsiva média exercida pelo solo sobre seu pé. Dê sua resposta em termos do peso W do atleta.

Passo 1

Essa questão envolvendo esportes mostra que você pode enxergar dinâmica em qualquer lugar. Aqui vamos determinar a componente horizontal da força de impulso do atleta. Para isso, vamos verificar primeiro o diagrama de corpo livre para este caso:

Onde F R é a força de impulso do atleta. A componente horizontal da força impulsiva tem sentido contrário ao movimento porque o atleta, no momento do salto, tem uma velocidade horizontal menor de forma que tenha a máxima impulsão vertical.

Passo 2

Passo 3

Como estamos trabalhando com impulso, vamos utilizar o princípio de impulso:

m v → 1 + ∑ F → t = m v → 2

Para as componentes verticais temos:

0 + F R y - W t = m v 2 sin ⁡ 50 °

F R y = m v 2 sin ⁡ 50 ° t + W = 12 sin ⁡ 50 ° 9,81 ⋅ 0,18 W + W

F R y = 6,21   W

Resposta

F R y = 6,21 W

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