Descreva as principais submodalidades de energia mecânica que estão envolvidas nos instantes I, II, III e IV. Explique ainda quais foram os processos de transformação de energia observados nesses instantes, considerando que nas três posições o garoto estava imóvel e que o salto do garoto foi realizado sem a forma de correr ou impulso de membros para frente/para trás, com os pés afastados; a maior parte da energia muscular para gerar o salto foi medida entre o seu centro de gravidade (que, em um ser humano, está localizado mais ou menos no umbigo) e o chão.

Nos instantes I, II, III e IV há, essencialmente, variações entre energia potencial gravitacional do corpo (associada à altura do centro de gravidade) e energia cinética (associada ao movimento do centro de gravidade), além do papel da energia interna/química (muscular) como fonte que “alimenta” a energia mecânica.

Ideia-chave do enunciado: como nas posições consideradas o garoto está imóvel (I, II e, tipicamente, o ponto mais alto do salto em III, se for o caso), a energia cinética do centro de gravidade é nula nesses instantes de repouso. Assim, a energia mecânica observável do corpo nesses instantes fica principalmente na forma de energia potencial gravitacional $E_{pg}=mgh$, medida pela altura $h$ do centro de gravidade em relação ao chão. Já durante o impulso (IV, quando ele se afasta do chão), aparece energia cinética e ocorre a conversão a partir da energia muscular.

Instante I (posição ereta inicial, parado)

• Submodalidade predominante: energia potencial gravitacional $E_{pg}$ do corpo (centro de gravidade relativamente alto).
• Energia cinética: $E_c=0$ (está imóvel).
• Transformação de energia observada: não há transformação mecânica evidente no instante “fotografado”; é um estado inicial de referência com $E_{pg}$ maior do que quando ele agacha.

Instante II (agachado/mais baixo, parado)

• Submodalidade predominante: energia potencial gravitacional $E_{pg}$ menor que no instante I, pois $h$ do centro de gravidade diminuiu.
• Energia cinética: $E_c=0$ (continua imóvel).
• Transformação de energia (do I para o II): ao abaixar o centro de gravidade, ocorre redução de energia potencial gravitacional. Essa energia não “vira” energia cinética (porque ele termina parado), sendo dissipada principalmente por processos internos (trabalho muscular excêntrico, aquecimento, deformações internas), ou transferida ao ambiente em pequena escala. Em termos qualitativos: $E_{pg}$ diminui e não aparece $E_c$ ao final.

Instante III (fase de subida/“voo”; se representar o ponto mais alto, está momentaneamente parado)

• Submodalidade predominante: energia potencial gravitacional $E_{pg}$ máxima do salto (centro de gravidade no ponto mais alto).
• Energia cinética: no ponto mais alto, $E_c=0$ (repouso instantâneo). Se a figura mostrar ainda subindo/descendo, então haveria $E_c\neq 0$; mas o enunciado indica instantes em que ele está imóvel, o que combina com o ápice do salto.
• Transformação de energia (do impulso para o III): durante a subida, ocorre conversão de energia cinética em energia potencial gravitacional: $E_c \to E_{pg}$ até o topo (onde $E_c=0$).

Instante IV (impulso/saída do chão)

• Submodalidades relevantes:
  • energia cinética $E_c$ do centro de gravidade (ele ganha velocidade para sair do chão);
  • energia potencial gravitacional $E_{pg}$ crescente enquanto o centro de gravidade sobe;
  • fonte: energia interna/química (muscular) fornecendo energia ao sistema.
• Transformação de energia observada: a energia muscular (química) é convertida em energia mecânica por meio do trabalho dos músculos contra a gravidade e contra o chão. Assim, no impulso ocorre principalmente:
  • $E_{quim} \to E_c$ (ganho de velocidade);
  • e simultaneamente $E_{quim} \to E_{pg}$ (elevação do centro de gravidade). Parte dessa energia também pode ser dissipada (calor, deformações), mas o essencial para o salto é a conversão para $E_c$ e $E_{pg}$.

Resumo das transformações principais:

• I → II: diminui $E_{pg}$ (abaixa o centro de gravidade), sem ganho final de $E_c$.
• II → IV: energia química muscular → energia mecânica (principalmente $E_c$ e aumento de $E_{pg}$).
• IV → III (subida): $E_c \to E_{pg}$ até o ápice.

Alternativa correta: (sem alternativas).