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Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 42

Uma mulher relatou ter caído 144   p é s , a partir do 17 ° andar de um prédio, sobre uma caixa de metal com um ventilador que foi esmagada a uma profundidade de 18,0   p o l e g a d a s . Ela sofreu apenas ferimentos leves. Ignorando a resistência do ar, calcule

  1. a velocidade da mulher pouco antes de colidir com a caixa e
  2. sua aceleração média durante o contato com a caixa.
  3. Modelando sua aceleração como constante, calcule o intervalo de tempo para esmagar a caixa.

Observação: Esse problema lida com grandes acelerações do corpo humano que você pode comparar com o dado 15 g (O corpo humano consegue sofrer aceleração de até 15 vezes a aceleração da gravidade sem lesões ou apenas com lesões leves).

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Considere para baixo a direção +y positiva.

Letra a:

Enquanto a mulher estava em queda livre, Δ y = 144 p é s ,   v i = 0 e a = g = 32.0 p é s s 2 .

Então,

Δ y = v i t + 1 2 a t 2 → 144 p é s = 0 + 16.0 p é s s 2 t 2

t q u e d a   = 3.00 s

Sua velocidade pouco antes do impacto é:

v f = v i + g t = 0 + 32.0 p é s s 2 3.00 s = 96.0 p é s s

Passo 2

Letra b:

Durante o contato com a caixa, v i = 96.0 p é s s ,   v f = 0 e Δ y = 18.0 p o l e g a d a s = 1.50 p é s .   Então,

a = v f 2 - v i 2 2 Δ y = 0 - ( 96.0 p é s / s ) 2 2 1.50 p é s = - 3.07 × 10 3 p é s s 2

a = 3.07 × 10 3 p é s s 2   p a r a   c i m a = 96.0 g

Passo 3

Letra c:

O intervalo de tempo para esmagar a caixa:

Δ t = Δ y v _ = Δ y v f + v i 2 = 2 1.50 p é s 0 + 96 . p é s s

Δ t = 3.13 × 10 - 2 s

Resposta

  1. 96.0 p é s s
  2. 96.0 g
  3. Δ t = 3.13 × 10 - 2 s
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