Uma bola de 1.2 kg cai verticalmente em um piso com uma velocidade de
e ricocheteia com uma velocidade de
. Qual é o impulso recebido pela bola durante o contato com o piso?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de física que trata de impulso e momentum. A situação é sobre uma bola de 1,2 kg que cai numa velocidade de 25 m/s e depois bate no chão e volta subindo com 15 m/s. Precisamos descobrir qual foi o impulso que o chão deu para a bola durante esse contato.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é impulso. Impulso é basicamente uma mudança no momentum (ou quantidade de movimento) de um objeto. A fórmula para o impulso $ J $ é:
onde $ \Delta p $ é a mudança no momentum.
Passo 3
Agora, vamos calcular o momentum inicial da bola antes de bater no chão. O momentum ($ p $) é dado por:
onde $ m $ é a massa e $ v $ é a velocidade.
Então, o momentum inicial $ p_i $ é:
Passo 4
Depois da colisão, a bola tem uma velocidade de 15 m/s para cima. O momentum final $ p_f $ é:
Observação: Colocamos o sinal negativo porque a direção da velocidade mudou.
Passo 5
Agora, calculamos a variação do momentum $ \Delta p $:
Passo 6
O impulso é igual à variação do momentum, então:
O sinal negativo indica que o impulso está na direção oposta ao movimento inicial da bola.
Resposta
O impulso recebido pela bola durante o contato com o piso é de -48 kg·m/s.