Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 7.1 - Ex. 8
Fraturas nos ossos. A energia máxima que um osso pode absorver sem se quebrar depende de características como área transversal e elasticidade. Para os ossos humanos saudáveis da perna, com aproximadamente de área transversal, essa energia foi medida experimentalmente em cerca de . De aproximadamente que altura máxima uma pessoa de poderia saltar e parar rigidamente na vertical sobre os dois pés sem quebrar suas pernas? Você provavelmente ficará surpreso com a pequena altura encontrada na resposta do item . Obviamente, as pessoas saltam de alturas muito maiores sem quebrar as pernas. Como isso pode acontecer? O que mais absorve a energia quando elas saltam de alturas maiores? (Dica: como a pessoa toca o solo no item ? Como as pessoas normalmente tocam no solo quando saltam de alturas maiores?) Por que as pessoas mais idosas seriam muito mais passíveis de fraturar os ossos do que as mais jovens, mesmo em quedas simples (como ao cair enquanto tomam banho)?
Passo 1
Vem comigo que a gente se livra dessa juntos!
Para saber a altura pedida em , teremos que usar a energia potencial ao nosso favor já que ela depende da altura.
Como cada perna aguenta uma receber uma energia de , no total a pessoa poderia aguentar um salto que lhe rendesse para seus ossos aguentarem.
Passo 2
Sabendo disso, temos que a altura máxima desse salto é dada por:
Substituindo com o que sabemos, temos:
Passo 3
O item quer saber como as pessoas conseguem realizar saltos maiores do que isso esses seus ossos não quebram.
Bem, isso acontece pois quando a pessoa realiza um salto ela não aterrissa com as pernas retas, elas fazem esse pouso flexionando as pernas o que ajuda na dissipação dessa energia.
Também tem o fato de que as articulações e os músculos absorvem a maior parte do impacto, por isso os ossos conseguem sobreviver a esses saltos.
Passo 4
Para o caso do item .
Pessoas idosas tem ossos mais fracos, com isso absorvem menos energia sem quebrar. E devido a idade suas articulações e seus músculos tem menos flexibilidade e são bem mais fracos.
Por isso que pessoas idosas quebram ossos com tanta facilidade, já que a absorção de energia no impacto sem que o osso quebre é bem menor.
Resposta
Explicado acima
Explicado acima.