Uma bola de 100 g é largada de uma altura de 2 m , quica no chão, e sobe novamente até uma altura de
. Assumindo que a bola permaneça em contato com o chão por apenas 1 ms , qual força média exercida sobre a bola durante a colisão?
a) 700 N
b) 1000 N
c) 1200 N
d) 1300 N
e) 2000 N
a) 700 N
b) 1000 N
c) 1200 N
d) 1300 N
e) 2000 N
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: a gente solta uma bolinha de massa
de uma altura de
. Ela bate no chão e pula até
. O tempo de contato com o chão é
. A pergunta é: qual a força média que o chão exerce na bola durante a colisão?
Conteúdo: física básica (energia potencial, velocidade de queda, impulso e força média).
Conteúdo: física básica (energia potencial, velocidade de queda, impulso e força média).
Passo 2
Primeiro, vamos achar a velocidade da bola imediatamente antes de ela tocar o chão.
Usamos conservação de energia (potencial gravitacional vira energia cinética):
Usamos conservação de energia (potencial gravitacional vira energia cinética):
Daí
onde
e
.
Passo 3
Agora, a velocidade imediatamente depois do choque (no instante que ela deixa o chão subindo) vem da altura de
:
com
.
Passo 4
Precisamos do impulso para achar a força média. Impulso
é a mudança de quantidade de movimento:
Atenção:
está para baixo e
para cima, então vale fazer
Depois a força média é
Passo 5
Vamos calcular numericamente:
Então
Resposta
A força média é aproximadamente
, ou seja, alternativa c) 1200 N.