Pergunta

08. (PUCRS) Num salto em altura com vara, um atleta atinge a velocidade de 11m/s imediatamente antes de fincara vara no chão parasubir .Considerando que o atleta consig converter 80% da sua energia cinética em energia potencial gravitacional e que a aceleração da gravidade no local seja 10m/s^2 a altura máximaqueo seu centrode massa pode atingiré, em metros , aproximadamente,
Solução

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Sara MariaMestre · Tutor por 5 anos
Responder
Para resolver esse problema, podemos usar a conservação de energia. A energia cinética do atleta imediatamente antes de tocar a vara é convertida em energia potencial gravitacional no ponto mais alto de sua trajetória.
A energia cinética é dada por:
E_k = \frac{1}{2}mv^2
Onde:
E_k é a energia cinética,
m é a massa do atleta,
v é a velocidade do atleta.
A energia potencial gravitacional é dada por:
E_p = mgh
Onde:
E_p é a energia potencial gravitacional,
m é a massa do atleta,
g é a aceleração da gravidade,
h é a altura.
Dado que o atleta converte 80\% de sua energia cinética em energia potencial gravitacional, temos:
E_p = 0,8 \cdot E_k
Substituindo as expressões de energia cinética e energia potencial gravitacional, temos:
mgh = 0,8 \cdot \frac{1}{2}mv^2
Simplificando a equação, temos:
h = \frac{0,8 \cdot \frac{1}{2}v^2}{g}
Substituindo os valores dados na questão, temos:
h = \frac{0,8 \cdot \frac{1}{2} \cdot (11)^2}{10}
h = \frac{0,8 \cdot 121}{20}
h = \frac{96,8}{20}
h = 4,84
Portanto, a altura máxima que o centro de massa do atleta pode atingir é aproximadamente 4,84 metros.
A energia cinética é dada por:
E_k = \frac{1}{2}mv^2
Onde:
E_k é a energia cinética,
m é a massa do atleta,
v é a velocidade do atleta.
A energia potencial gravitacional é dada por:
E_p = mgh
Onde:
E_p é a energia potencial gravitacional,
m é a massa do atleta,
g é a aceleração da gravidade,
h é a altura.
Dado que o atleta converte 80\% de sua energia cinética em energia potencial gravitacional, temos:
E_p = 0,8 \cdot E_k
Substituindo as expressões de energia cinética e energia potencial gravitacional, temos:
mgh = 0,8 \cdot \frac{1}{2}mv^2
Simplificando a equação, temos:
h = \frac{0,8 \cdot \frac{1}{2}v^2}{g}
Substituindo os valores dados na questão, temos:
h = \frac{0,8 \cdot \frac{1}{2} \cdot (11)^2}{10}
h = \frac{0,8 \cdot 121}{20}
h = \frac{96,8}{20}
h = 4,84
Portanto, a altura máxima que o centro de massa do atleta pode atingir é aproximadamente 4,84 metros.
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