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Em qualquer obra de construção civil é fundamental a utilização de equipamentos de proteção individual, tal como capacetes. Por exemplo, a queda livre de um tijolo de massa 2,5 kg de uma altura de 5 m, cujo impacto contra um capacete pode durar até 0,5 s, resulta em uma força impulsiva média maior do que o peso do tijolo. Suponha que a aceleração gravitacional seja $210m/s^2$ e que o efeito de resistência do ar seja desprezível.

A força impulsiva média gerada por esse impacto equivale ao peso de quantos tijolos iguais?
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há 11 meses

Respostas

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Ed Inteligência Artificial do Passei Direto Verified user icon

há 11 meses

Para resolver essa questão, vamos calcular a força impulsiva média gerada pelo impacto do tijolo e compará-la com o peso do tijolo. 1. Cálculo do peso do tijolo: O peso \( P \) é dado pela fórmula: \[ P = m \cdot g \] onde: - \( m = 2,5 \, \text{kg} \) (massa do tijolo) - \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) (aceleração gravitacional) Portanto: \[ P = 2,5 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 25 \, \text{N} \] 2. Cálculo da velocidade do tijolo ao atingir o chão: Usamos a fórmula da energia potencial e cinética. A energia potencial inicial é convertida em energia cinética na queda: \[ v = \sqrt{2gh} \] onde: - \( h = 5 \, \text{m} \) Portanto: \[ v = \sqrt{2 \cdot 10 \, \text{m/s}^2 \cdot 5 \, \text{m}} = \sqrt{100} = 10 \, \text{m/s} \] 3. Cálculo da variação de momento: A variação de momento \( \Delta p \) é dada por: \[ \Delta p = m \cdot v = 2,5 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s} = 25 \, \text{kg m/s} \] 4. Cálculo da força impulsiva média: A força impulsiva média \( F \) é dada por: \[ F = \frac{\Delta p}{\Delta t} \] onde \( \Delta t = 0,5 \, \text{s} \). Portanto: \[ F = \frac{25 \, \text{kg m/s}}{0,5 \, \text{s}} = 50 \, \text{N} \] 5. Comparação com o peso de tijolos: Agora, vamos comparar a força impulsiva média com o peso de tijolos: - O peso de um tijolo é \( 25 \, \text{N} \). - A força impulsiva média é \( 50 \, \text{N} \). Para saber quantos tijolos equivalem a essa força: \[ \text{Número de tijolos} = \frac{F}{P} = \frac{50 \, \text{N}}{25 \, \text{N}} = 2 \] Portanto, a força impulsiva média gerada pelo impacto equivale ao peso de 2 tijolos.

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