Etapa C –
A esquiadora colide por fim num monte de neve, adentrando nele uma distância
até parar. Qual a força média exercida pelo monte de neve sobre a esquiadora?
A esquiadora colide por fim num monte de neve, adentrando nele uma distância
Passo 1
Então, pessoal, vamos por partes! A questão fala sobre uma esquiadora que colide com um monte de neve e entra nele por uma distância de $ d = 6,6 $ metros até parar. O que a gente precisa descobrir é qual foi a força média que o monte de neve exerceu sobre a esquiadora para pará-la. Para resolver isso, vamos usar conceitos de trabalho e energia, especificamente a relação entre trabalho realizado pela força e a energia cinética da esquiadora.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. O **trabalho ($ W
F
d $) que esse objeto se move na direção da força. A fórmula é:
Passo 3
Agora, vamos pensar na energia da esquiadora. Quando ela está em movimento, ela possui energia cinética ($ E_c $), que é dada por:
Onde:
- $ m $ é a massa da esquiadora,
- $ v $ é a velocidade dela antes de colidir com a neve.
Passo 4
Quando a esquiadora entra no monte de neve e para, toda a energia cinética dela é transformada em trabalho realizado pela força da neve. Então, podemos igualar o trabalho realizado pela força da neve à energia cinética inicial:
Passo 5
Agora, nosso objetivo é encontrar a força média $ F $. Para isso, vamos isolar $ F $ na equação:
Resposta
A força média exercida pelo monte de neve sobre a esquiadora é:
Onde $ m $ é a massa da esquiadora e $ v $ é a velocidade dela antes de parar no monte de neve.