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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 $210m/s^2$, $\cos(10°) = 0,98$ e $\sen(10°) = 0,17$.

Qual é a força que a fita exerce em cada uma das árvores por causa da presença da atleta?
4,0 × 10² N
4,1 × 10² N
8,0 × 10² N
2,4 × 10³ N
4,7 × 10³ N
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ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos analisar as forças que atuam na atleta e na fita. Quando a atleta está no meio da fita, a força peso (P) dela atua para baixo e é dada por: \[ P = m \cdot g \] onde: - \( m = 80 \, \text{kg} \) - \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) Calculando a força peso: \[ P = 80 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 800 \, \text{N} \] Agora, a fita exerce uma força (T) em cada extremidade, que forma um ângulo de 10° com a horizontal. Como a atleta está no meio da fita, a força total que a fita exerce deve equilibrar o peso da atleta. A componente vertical da tensão (T) que atua para equilibrar o peso é dada por: \[ 2 \cdot T \cdot \sen(10°) = P \] Substituindo os valores: \[ 2 \cdot T \cdot 0,17 = 800 \, \text{N} \] Resolvendo para T: \[ T \cdot 0,34 = 800 \, \text{N} \] \[ T = \frac{800 \, \text{N}}{0,34} \] \[ T \approx 2352,94 \, \text{N} \] Portanto, a força que a fita exerce em cada uma das árvores é aproximadamente 2,4 × 10³ N. A resposta correta é: 2,4 × 10³ N.

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