Uma bola de futebol, de 0,4300 kg, tem a velocidade inicial de 25,00 m / s num chute violento.
Se o tempo de contato entre a chuteira e a bola for de 0,008000 s, qual a força média da chuteira sobe a bola?

Passo 1

Beleza, então temos uma bola de futebol com massa de 0,4300 kg que foi chutada com uma velocidade inicial de 25,00 m/s. O tempo de contato entre a chuteira e a bola foi de 0,008000 s. A nossa missão aqui é descobrir qual foi a força média que a chuteira exerceu na bola durante esse curto período. Vamos precisar usar conceitos de dinâmica, especificamente a relação entre força, mudança de velocidade e tempo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que quando a chuteira bate na bola, ela muda a velocidade da bola de 0 m/s (antes do chute) para 25,00 m/s. Essa mudança de velocidade é conhecida como variação de quantidade de movimento ou impulso. A fórmula que relaciona força média ( F), variação de quantidade de movimento ( De) e o tempo de contato ( De) é:
F = De

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de quantidade de movimento ( De). A quantidade de movimento é dada por:
p = m times v
Então, a variação de quantidade de movimento será:
De
Onde:
  • m = 0,4300 kg
  • De
Vamos substituir esses valores:
De

Passo 4

Com a variação de quantidade de movimento e o tempo de contato, podemos agora calcular a força média usando a primeira fórmula:
F = De

Resposta

A força média que a chuteira exerceu na bola foi de aproximadamente 1343,75 N.

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