O slam ball é um exercício funcional no qual o praticante eleva uma bola especial acima da cabeça e, após uma breve pausa, a atira no chão, como mostra figura:
Considere uma pessoa de 1,70 m que eleva uma bola de 6 kg a uma altura de 40 cm acima da sua cabeça. Em seguida, a pessoa realiza sobre a bola um trabalho adicional de 10 calorias para arremessá-la. Se a colisão da bola com o solo for perfeitamente inelástica, a energia total dissipada na colisão será de
Note e adote: Considere \(1 \text{ cal} = 4{,}2 \text{ J}\) e \(g = 10 \text{ m/s}^{2}\).
10 cal.
20 cal.
30 cal.
40 cal.
50 cal.
Resolução
A bola está inicialmente a 40 cm, ou 0,40 m, acima da cabeça da pessoa. Portanto, sua altura em relação ao solo é 1,70 + 0,40 = 2,10 m.
A energia potencial gravitacional é calculada multiplicando a massa pela aceleração da gravidade e pela altura em relação ao nível de referência, que aqui é o solo. Assim, a bola possui inicialmente: 6 × 10 × 2,10 = 126 J.
Durante a breve pausa, a bola está em repouso, portanto sua energia cinética é zero. Ao arremessá-la, a pessoa fornece mais energia por meio do trabalho adicional de 10 calorias. Usando a conversão fornecida, esse trabalho vale 10 × 4,2 = 42 J.
Desprezando a resistência do ar, a energia potencial gravitacional inicial e o trabalho adicional transformam-se em energia cinética durante a descida. Assim, imediatamente antes de atingir o solo, a energia cinética da bola é 126 + 42 = 168 J.
Como a colisão com o solo é perfeitamente inelástica, a bola não rebate e fica em repouso. Toda essa energia cinética é dissipada, transformando-se em deformações, calor e som. Convertendo para calorias, a energia dissipada é 168 / 4,2 = 40 cal.