Uma bola é jogada contra uma parede, colide com a parede e volta ao ponto de partida sem que o módulo da velocidade varie. Qual das afirmações abaixo descreve corretamente esta situação?
a bola não foi acelerada quando se chocou com a parede, já que o módulo da velocidade não mudou
a velocidade instantâne da bola se manteve contante durante o percurso
a bola só foi acelerada duas vezes: no instante do arremesso e no instante em que que chegou de volta ao ponto de partida
a bola não sofreu nenhuma aceleração durante o percurso
a bolo sofreu uma aceleração ao se chocar com a parede, já que o sentido da velocidade mudou

Passo 1

Então, olha só o enunciado: a gente joga uma bola na parede, ela bate e volta pro ponto de partida, e o módulo da velocidade não muda (ou seja, ela chega com a mesma rapidez que saiu). O assunto aqui é Cinemática vetorial – mais precisamente entender o que é velocidade (que tem direção e sentido) e o que é aceleração (variação vetorial da velocidade). Pra resolver, a gente precisa lembrar que qualquer mudança na direção ou sentido da velocidade também conta como aceleração, mesmo que o módulo fique igual.

Passo 2

Vamos lembrar da definição de velocidade: é um vetor vec v que aponta na direção do movimento, com um módulo (rapidez) e um sentido. Por exemplo, antes de bater na parede a bola tem vec v1 apontando pra frente; depois de bater, tem vec v2 apontando de volta. Mesmo que |vec v1| = |vec v2|, os vetores são diferentes porque o sentido inverteu.

Passo 3

Aceleração é a taxa de variação do vetor velocidade no tempo:
vec a = dvec vdt
Isso significa que se o vetor velocidade muda — seja no módulo, seja na direção, seja no sentido — existe aceleração. Se só o módulo muda, ou só a direção, ou só o sentido, continua sendo aceleração.

Passo 4

No instante do choque, a velocidade da bola salta de vec v1 pra vec v2 = -,vec v1. O cálculo bruto da variação é
De<a vec v = vec v2 - vec v1 = -vec v1 - vec v1 = -2,vec v1 neq vec 0
Como De<a vec vneq0, houve aceleração (na forma de um impulso da parede).

Resposta

A alternativa correta é a (e): a bola sofreu uma aceleração ao se chocar com a parede, já que o sentido da velocidade mudou.

Exercícios relacionados