sexta-feira, 18 de dezembro de 2009

Calculo do valor da velocidade de entrada na àgua nos saltos e a sua velocidade de impacto

Quando um praticante de canyoning executa um salto, está sob acção do campo gravítico terrestre, actuando sobre ele uma força exercida pelo planeta, vulgarmente chamada de peso.
Iremos fazer uns pequenos cálculos de forma a determinar a velocidade de entrada na água. Para isso, consideramos que ao realizar um salto, a pessoa descreve uma trajectória vertical e rectilínea, nas proximidades da superfície terrestre. Neste estudo, desprezar-se-á sempre a resistência do ar, isto é, considerar-se-á que o movimento se realiza no vazio, sujeito apenas à interacção gravítica corpo-Terra.
Uma pessoa, durante um salto tem um movimento uniformemente acelerado. Isto quer dizer que existe uma aceleração com o sentido do movimento. Neste caso tem um valor constante de 9,8 m/s2 .
O valor da velocidade de entrada na água, pode ser facilmente calculado através da Física. A figura seguinte representa um corte transversal de um ressalto, cuja altura, relativamente ao nível da água, é h.
























Figura 4 – Corte transversal de um possível ressalto com altura h, relativamente ao nível da água.


Para se perceber de onde vêm os valores da tabela I, é necessário relembrar dois conceitos: energia potencial gravítica e energia cinética.

A energia potencial gravítica, no planeta Terra, depende da massa do corpo em estudo, da distância a que ele se encontra de um dado referencial. Pode ser calculada a partir da expressão:
onde m é a massa do corpo em kg, g o valor da aceleração a que o corpo está sujeito devido à força de atracção da Terra, e h a altura em metros.
A energia cinética, é a energia associada ao movimento das partículas, ou dos corpos, e pode ser calculada a partir da expressão: onde m é a massa do corpo em kg e v o valor da velocidade em m/s.
Quando o canyonista se encontra na posição de onde vai saltar, ele possui energia potencial, facilmente calculada, e não possui energia cinética, uma vez que o valor da velocidade é zero.

A partir do momento que salta, o valor da velocidade deixa de ser zero, e consequentemente, o valor da energia cinética. Durante a queda, o valor da energia cinética aumenta (valor da velocidade aumenta), e o valor da energia potencial diminui (altura diminui).
Ao nível da água, o valor da energia cinética é máximo e o valor da energia potencial é zero (altura = 0m), a energia potencial transformou-se em energia cinética.
Então:
Na tabela I, relacionam-se os valores das velocidades de entrada na água de um canyonista, e a altura de que saltou.
Na tabela I, relacionam-se os valores das velocidades de entrada na água de um canyonista, e a altura de que saltou.

http://desnivel.pt/canyoning/seguranca-risco/saltos/

Por: Inês Silva

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