Uma bola de beisebol de massa igual a
é rebatida por um taco quando se movimentava horizontalmente com velocidade
de
. Depois da batida, a bola deixa o taco com velocidade
de
em sentido oposto ao de seu movimento inicial.(a) Qual o valor do impulso que atuou sobre a bola enquanto estava em contato com o taco? (b) Qual a força média que atua sobre a bola para o intervalo de tempo de duração da colisão de1,2 ms? (c) Qual a aceleração média da bola?
Passo 1
O enunciado descreve uma bola de massa
g que chega ao taco com velocidade horizontal inicial
m/s e sai com velocidade
m/s no sentido oposto. Precisamos usar o teorema do impulso (que liga impulso
à variação da quantidade de movimento), a definição de força média e a definição de aceleração média para obter:
(a) o impulso ,
(b) a força média num intervalo
ms,
(c) a aceleração média .
(a) o impulso
(b) a força média
(c) a aceleração média
Passo 2
Primeiro, convertemos unidades e atribuimos sinal às velocidades:
Em seguida, calculamos a variação de velocidade:
Pelo teorema do impulso,
Passo 3
Para a força média usamos
Passo 4
A aceleração média é dada por
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)