Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 57
Dançarinas experimentam grandes forças associadas aos saltos que elas fazem. Por exemplo, quando uma dançarina para depois de um salto horizontal, a força exercida sobre a cabeça pelo pescoço precisa exceder o peso da cabeça o suficiente para fazer com que a cabeça diminua a velocidade e chegue ao repouso. A cabeça é cerca de 9,4% da massa de uma pessoa normal. A análise de vídeo de uma dançarina de 65 kg após um salto vertical
mostra que sua cabeça desacelera de 4,0 m/s até o repouso em um tempo de 0,20 s. 4.57 Qual é o módulo da força média que seu pescoço exerce sobre sua cabeça durante a descida do salto? (a) 0 N; (b) 60 N; (c) 120 N; (d) 180 N
Passo 1
A segunda lei de Newton se aplica à cabeça do dançarino.
Vamos usar
Primeiro encontre a aceleração média: .
Passo 2
Agora aplique a segunda lei de Newton para a cabeça do dançarino. Duas forças verticais atuam na cabeça: , o que nos dá:
E isso é a letra d.
A força do pescoço não é simplesmente porque o pescoço deve equilibrar a cabeça contra a gravidade, mesmo se a cabeça não estivesse acelerando. Esse erro levaria a selecionar incorretamente a escolha (c).
Resposta
Letra d é a correta