10 questões de Física sobre as Olimpíadas

(UEMA/2022)

Nas olimpíadas de inverno, dentre várias modalidades esportivas, há o salto com esqui, que consiste em esquiar por uma rampa íngreme e saltar o mais longe possível. A eslovena Ursa Bogataj foi a medalhista de ouro nas Olimpíadas de Pequim 2022, saltando 108 m. A distância alcançada pela desportista, nesse salto, é equivalente ao gramado do famoso estádio do Maracanã, no Rio de Janeiro, de uma ponta a outra.

Imagine que a eslovena recebe um novo desafio: saltar numa pista de esqui que liga dois picos, com as seguintes medidas da pista: comprimento de 800 m; inclinação 0 = 30º ; H = 100 m; h = 82 m. A desportista eslovena parte do repouso do pico mais alto, sem usar os bastões, em direção ao pico mais baixo, conforme mostra a imagem.

Qual o valor do coeficiente de atrito dinâmico entre a neve e os esquis, para que a esquiadora pare, exatamente, no pico mais baixo? Considere cos 30º = 0,9:

(USF SP/2019)

Leia com atenção os três textos abaixo e responda a questão a seguir.

Texto I
“A maratona é uma corrida contra o relógio, de 42,195 quilômetros e Eliud Kipchoge é o melhor intérprete que ela já viu. O campeão olímpico das Olimpíadas do Rio 2016 bateu o recorde mundial em Berlim em uma manhã de verão tardio, 20 graus às 11 da manhã, nem sombra de vento, deixando todo mundo memorizar uma marca atômica, 2h1m39s (um minuto e 18 segundos inferior ao recorde anterior, 2h2m57s, de seu compatriota Dennis Kimetto em 2014), um registro que como os recordes mundiais de Usain Bolt nos 100m e nos 200m resistirá como referência talvez durante décadas (a menos que no ano que vem, e também em Berlim, no mesmo circuito de rua plano em que foram batidos os últimos sete recordes mundiais, o mesmo Kipchoge, que já terá 34 anos, volte a batê-lo).”
Disponível em: https://brasil.elpais.com/brasil/
2018/09/16/deportes/1537087475_911530.html>.

Texto II
“O VO2 Máx é o volume de oxigênio que o corpo consegue “captar” para dentro dos pulmões por meio do sistema cardiovascular e empregar na produção de energia. Esse índice (ou coeficiente) pode ser obtido de maneira direta (pelo teste ergoespirométrico) ou indireta (fórmulas obtidas por equações). Com essa informação, é possível determinar limiares anaeróbicos, frequência cardíaca ideal e (até) estruturar períodos de treinamento. Por exemplo: quanto tempo o corredor deve ficar nos treinos de base, adaptativo, polimento, velocidade…Para melhorar o VO2 Máx de corredores mais experientes, estudos apontam os treinos intensivos, como os intervalados e fartleks.”
Disponível em: https://www.ativo.com/corrida-de-rua/
treinamento-de-corrida/vo2-maximo-uma-carta-na-manga/>.

Texto III
Ritmo de prova de um atleta numa corrida qualquer, também conhecido como pace (inglês), é um valor que expressa o tempo necessário para que ele complete 1 km. Por exemplo um ritmo médio de um atleta de 6 min/km significa que ele precisa em média 6 minutos para vencer a distância equivalente igual a 1 km.

Os resultados nas corridas não chegam por acaso. São frutos de muitos estudos científicos, treinos, dedicação e também de fatores genéticos. Pelas informações repassadas, pode-se afirmar que o ritmo de prova apresentado por Eliud Kipchoge ao bater o recorde mundial na maratona de Berlim e as alterações celulares que permitem melhorar a captação de oxigênio ao se utilizar dos treinos intervalados e fartleks são, respectivamente:

(Univag MT/2018)

A patinação de velocidade em pista curta é um esporte disputado nas Olimpíadas de Inverno desde 1992, no qual os patinadores devem percorrer uma pista de gelo, cujo raio interno em cada curva é de 8 m, como a da figura.

(http://globoesporte.globo.com. Adaptado.)

Suponha que um patinador realize uma prova de 500 m dessa modalidade de patinação em 50 s e que, em cada curva, tenha realizado a menor trajetória possível, seguindo a linha pontilhada. Considerando que o patinador manteve uma velocidade constante durante toda a prova, a intensidade da aceleração a que ele foi submetido em cada instante durante cada curva foi de:

(UEG GO/2017)

Na olimpíada, o remador Isaquias Queiroz, ao se aproximar da linha de chegada com o seu barco, lançou seu corpo para trás. Os analistas do esporte a remo disseram que esse ato é comum nessas competições, ao se cruzar a linha de chegada. Em física, o tema que explica a ação do remador é:

(Mackenzie SP/2017)

Na olimpíada Rio 2016, nosso medalhista de ouro em salto com vara, Thiago Braz, de 75,0 kg, atingiu a altura de 6,03 m, recorde mundial, caindo a 2,80 m do ponto de apoio da vara. Considerando o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s², o trabalho realizado pela força peso durante a descida foi aproximadamente de:

(Acafe SC/2016)

As olimpíadas ocorrem de quatro em quatro anos onde esportistas de várias nações são reunidos num país para competirem em diversas modalidades esportivas. Em 2016 ela ocorrerá no Brasil. A natação é uma dessas modalidades e a competição ocorre em uma piscina de 50 metros de comprimento. Os nadadores disputam no estilo livre, costas, peito, borboleta e medley, em provas de 50m, 100m, 200m, 400m, 800m e 1500m, dependendo do estilo.

Com base no exposto, analise as afirmações a seguir e marque com V as verdadeiras e com F as falsas.

( ) Ao final de uma prova individual de 100m livres todos os nadadores terão realizado um deslocamento de 100m.
( ) Em uma prova de revezamento 4x100m (quatro nadadores percorrem 100m), todos os nadadores terão a mesma velocidade média.
( ) Se um nadador realiza a prova de 1500m com velocidade escalar média de 100m/min, significa que sempre manteve essa velocidade durante a prova.
( ) Todos os nadadores, em uma prova de 50m livres, realizarão um deslocamento de 50m.
( ) Em uma prova de 100m livres um nadador realizará um deslocamento numericamente diferente do espaço que percorreu.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

(IFSP/2013)

O jamaicano Usain Bolt, durante as Olimpíadas de 2012 em Londres, bateu o recorde olímpico da prova dos 100 metros rasos atingindo a marca dos 9,63 segundos. Durante a fase de aceleração, ele conseguiu atingir, aproximadamente, a máxima velocidade de 44,28 km/h (12,3 m/s) durante os 6 primeiros segundos. A seguir, o gráfico da velocidade pelo tempo registra esse feito.

De acordo com o gráfico, pode-se afirmar que a aceleração média de Usain Bolt, durante os primeiros 6 segundos, foi, em m/s², de:

(ENEM MEC/2011)

Uma das modalidades presentes nas olimpíadas é o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura:

Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, é necessário que:

(UNIR RO/2010)

O lançamento do dardo é uma modalidade olímpica do atletismo praticada desde os jogos olímpicos da antiga Grécia. Nas olimpíadas de 2016, no Rio de Janeiro, atletas do sexo masculino deverão arremessar uma lança de 800 g de massa; já os do sexo feminino arremessarão uma lança de 600 g de massa. Considere que o dardo saia das mãos dos atletas com velocidades de 90 km/h (mulheres) e 108 km/h (homens) e que as posições verticais inicial e final da lança são as mesmas. Sem considerar a resistência do ar, qual o alcance máximo esperado para homens e mulheres, respectivamente?

Considere: g = 10 m/s²

(UNEB BA/2013)

Em março de 2012, o corredor sul-africano Oscar Pistorius passou pela linha de chegada em uma pista de atletismo em Pretória com um tempo que o qualificou com folga para as Olimpíadas de Londres. Para se mover em tamanha velocidade, Pistorius usa uma novidade da ciência protética: pedaços de fibra de carbono moldadas no formato de um J, conhecidos como Flex-Foot Cheetah (pés flexíveis de Cheetah).

A impressão é de que estamos vivendo em uma época em que novos limites para a evolução humana estão sendo criados pela tecnologia. Apesar dos avanços na matéria-prima e no design, o Flex-Foot Cheetah não imita com fidelidade o movimento de sua contraparte de carne e osso. Muito mais próximo disso está a i-Limb, mão biônica desenvolvida pela Touch Bionics, em Livingston, na Escócia.

A i-Limb dispõe de cinco dedos – incluindo um polegar opositor funcional – e cada um deles é acionado individualmente. Os dedos são capazes de exercer todo tipo de atividade diária, como segurar uma maleta, virar uma chave, pegar uma moeda ou teclar no computador.

A i-Limb responde ainda ao nível do sinal no músculo. Se o usuário pensa em apertar mais rápido e mais forte, a mão biônica responde de acordo.
Pesquisadores também desenvolveram músculos artificiais a partir de tubos de carbono incrivelmente finos, chamados nanotubos. Eles imitam em forma e função dos equivalentes biológicos, mas com uma performance cem vezes melhor. (CHIPPERFIELD, 2012, p. 36-41).

CHIPPERFIELD, Ed. A geração ciborgue. Para saber e conhecer. São Paulo: Duetto. n. 38, 2012.

A figura representa o esquema do princípio de funcionamento de um motor elétrico, que é um dos dispositivos utilizado na prótese i-Limb para mover, individualmente, cada um dos cinco dedos.

Adotando-se o sentido da corrente elétrica como sendo o convencional e com base nos conhecimentos sobre eletromagnetismo, é correto afirmar: