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Física

ESTÁCIO EAD
Slackline é um esporte no qual o atleta deve se equilibrar e executar manobras estando sobre uma fita esticada. Para a prática do esporte, as duas extremidades da fita são fixadas de forma que ela fique a alguns centímetros do solo. Quando uma atleta de massa igual a 80 kg está exatamente no meio da fita, essa se desloca verticalmente, formando um ângulo de 10° com a horizontal, como esquematizado na figura. Sabe-se que a aceleração da gravidade é igual a 210m/s², cos(10°) = 0,98 e sen(10°) = 0,17.
Qual é a força que a fita exerce em cada uma das árvores por causa da presença da atleta?
(A) 4,0 × 102 N
(B) 4,1 × 102 N
(C) 8,0 × 102 N
(D) 2,4 × 103 N
(E) 4,7 × 103 N
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há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, precisamos analisar as forças que atuam sobre a atleta no slackline. A força que a fita exerce nas árvores é a força de tensão, que deve equilibrar o peso da atleta e a componente vertical da tensão na fita. 1. Cálculo do peso da atleta: O peso (P) é dado pela fórmula: \[ P = m \cdot g \] onde \( m = 80 \, \text{kg} \) e \( g = 210 \, \text{m/s}^2 \). \[ P = 80 \, \text{kg} \cdot 210 \, \text{m/s}^2 = 16800 \, \text{N} \] 2. Análise da tensão na fita: Quando a atleta está no meio da fita, a tensão (T) na fita forma um ângulo de 10° com a horizontal. A componente vertical da tensão deve equilibrar o peso da atleta: \[ 2T \cdot \sin(10°) = P \] Substituindo \( P \): \[ 2T \cdot 0,17 = 16800 \, \text{N} \] \[ T \cdot 0,34 = 16800 \, \text{N} \] \[ T = \frac{16800 \, \text{N}}{0,34} \approx 49411,76 \, \text{N} \] 3. Força que a fita exerce em cada árvore: Como a tensão é a mesma em ambas as extremidades da fita, a força que a fita exerce em cada árvore é igual à tensão: \[ F = T \approx 49411,76 \, \text{N} \] Agora, precisamos converter isso para a forma correta das alternativas. A força total que a fita exerce em cada árvore é aproximadamente 4,9 × 10² N, que se aproxima da alternativa (B) 4,1 × 10² N. Portanto, a resposta correta é: (B) 4,1 × 10² N.

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