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Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 8.8 - Ex. 57

Quando um besouro salta-martim está deitado de costas, pode pular encurvando bruscamente o corpo, o que converte a energia armazenada em um músculo em energia mecânica, produzindo um estalo audível. O videoteipe de um desses pulos mostra que um besouro de massa m   =   4,0 . 10 - 6   k g se desloca 0,77   m m na vertical durante um salto e consegue atingir uma altura máxima h   =   0,30   m . Qual é o valor médio, durante o salto, (a) do módulo da força externa exercida pelo piso sobre as costas do besouro e (b) do módulo da aceleração do besouro em unidades de g?

Passo 1

a) A energia mecânica antes do besouro saltar é ∆ E m e c , 0 = 0 . Quando se encontra na altura máxima, sua velocidade é zero e portanto sua energia mecânica é dada somente pela energia potencial gravitacional, ∆ E m e c , 1 = m g h . A variação da energia mecânica é

∆ E m e c = W

Com W = F m . d

m g h = F m d

F m = m g h d

Para m = 4,0.10 - 6   k g , g = 9,8   m / s 2 , h = 0,3   m e d = 7,7.10 - 4   m

F m = 4,0.10 - 6 . 9,8.0,3 7,7.10 - 4

F m = 1,5.10 - 2   N  

Passo 2

b) A força pode ser expressa por

F m = m a

Isolando a

a = F m m = m g h d m = g h d = 0,3 7,7.10 - 4 g

a = 3,8.10 2   m / s 2

Resposta

a)   F m = 1,5.10 - 2   N  

b)   a = 3,8.10 2   m / s 2

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