Mestre Panda

Dificuldade: fácil

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O bungee jumping é um desporto radical em que um atleta cai de uma altura apreciável, preso a um cabo elástico que, ao esticar, exerce uma força sobre o atleta.

Na Figura 5 (que não se encontra à escala), estão representadas posições de um atleta de massa $72 \mathrm{~kg}$, que cai a partir da plataforma $P$.

Admita que o atleta inicia o seu movimento de queda vertical com velocidade inicial nula, caindo livremente até à posição R. A partir da posição R, o cabo elástico começa a esticar, passando a exercer uma força no atleta. Na posição $\mathrm{S}$, o atleta atinge a velocidade máxima, de módulo $18,7 \mathrm{~m} \mathrm{~s}^{-1}$, e, na posição $\mathrm{T}$, inverte o sentido do seu movimento.

Considere o referencial $\mathrm{O} y$ representado na figura.

Admita que o atleta pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e considere desprezáveis a massa do cabo e a força de resistência do ar.

Questão:

À medida que o cabo estica, o seu comprimento aumenta, e a intensidade da força que o cabo exerce no atleta, $F_{\text {cabo }}$, também aumenta. Entre a posição R e a posição T, a um aumento do comprimento do cabo de $1,0 \mathrm{~m}$ corresponde, em média, um aumento da intensidade daquela força de $120 \mathrm{~N}$.

Determine a componente escalar da aceleração, $a_{y}$, do atleta na posição $\mathrm{T}$, em relação ao referencial $\mathrm{O} y$ considerado.

Apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados.

Fonte: Exame Física e Química A - 2019, 1ª Fase - Grupo Exercício 344

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