Uma bola de beisebol de 140 g , em vôo horizontal, com velocidade vi de 39
, é atingida por um rebatedor. Após abandonar o bastão, a bola viaja no sentido oposto com velocidade vf também de
. (a) Qual o impulso J que age sobre a bola, enquanto ela está em contato com o bastão? (b) O tempo de impacto
para a colisão bola-bastão é de
. Qual é a força média que age sobre a bola? (c) Qual é a aceleração média da bolas? (d) Considere que a bola de beisebol se aproxima do bastão com velocidade vi de
, mas agora a colisão não é frontal e a bola deixa o bastão com uma velocidade vf de
a um ângulo de
acima da horizontal, conforme figura. Qual é a força média exercida sobre a bola se a colisão durar
?
Passo 1
O enunciado trata de uma bola de beisebol de massa
que incide horizontalmente sobre o bastão com velocidade inicial
.
a) Após o choque frontal a bola inverte o sentido e sai com .
b) O tempo de contato é .
c) Pergunta‐se o impulso, a força média e a aceleração média nesse choque frontal.
d) Depois considera‐se uma colisão oblíqua em que horizontal e
a
acima da horizontal, no mesmo
.
Conteúdo principal: Teorema do Impulso-Quantidade de Movimento, decomposição vetorial e definição de força e aceleração médias.
a) Após o choque frontal a bola inverte o sentido e sai com
b) O tempo de contato é
c) Pergunta‐se o impulso, a força média e a aceleração média nesse choque frontal.
d) Depois considera‐se uma colisão oblíqua em que
Conteúdo principal: Teorema do Impulso-Quantidade de Movimento, decomposição vetorial e definição de força e aceleração médias.
Passo 2
Para a parte (a) usamos o Teorema do Impulso:
O sinal negativo indica que o impulso é no sentido oposto ao da velocidade inicial.
Passo 3
Para (b) a força média é
O sinal negativo mostra que a força age contra o sentido inicial da bola.
Passo 4
Para (c) a aceleração média é
Passo 5
Na colisão oblíqua de (d) definimos vetores
e
.
O impulso vetorial é
O impulso vetorial é
Calculando
temos
Logo a força média vetorial é
Resposta
(a)
.
(b) .
(c) .
(d)
(b)
(c)
(d)