Física nos esportes. Suponha que você agarre uma bola de futebol e a seguir seja convidado a agarrar uma bola de tênis que possua o mesmo momento linear ou a mesma energia cinética da bola de futebol. 0 que você escolheria? Explique.
Passo 1
Beleza, então a questão diz: você pegou uma bola de futebol (massa
, velocidade
), e logo depois vai pegar uma bola de tênis (massa
, com
). Existem duas opções:
A) a bola de tênis tem o mesmo momento linear ( ) da bola de futebol;
B) a bola de tênis tem a mesma energia cinética ( ) da bola de futebol.
O conteúdo é dinâmica básica: definição de momento e de energia cinética, e entender como a velocidade e a “força de impacto” mudam em cada caso. Para isso vamos usar:
A) a bola de tênis tem o mesmo momento linear (
B) a bola de tênis tem a mesma energia cinética (
O conteúdo é dinâmica básica: definição de momento e de energia cinética, e entender como a velocidade e a “força de impacto” mudam em cada caso. Para isso vamos usar:
Passo 2
Cenário A: mesma quantidade de movimento (
)
- Primeiro defino o momento da bola de futebol:
- Se a bola de tênis tiver o mesmo momento, então
Como
, a velocidade
fica MUITO grande (pense num estilingue!).
3) A energia dessa bola de tênis seria
3) A energia dessa bola de tênis seria
que é bem maior que a energia da bola de futebol
.
Conclusão parcial: mesma quantidade de movimento → bola de tênis voa absurdamente rápido e tem energia altíssima, ou seja, vai doer muito para pegar.
Conclusão parcial: mesma quantidade de movimento → bola de tênis voa absurdamente rápido e tem energia altíssima, ou seja, vai doer muito para pegar.
Passo 3
Cenário B: mesma energia cinética (
)
- Energia da bola de futebol:
- Igualando a energia da bola de tênis:
- O momento dessa bola de tênis agora é
Como
, a raiz
é muito menor que
, logo
Isso quer dizer que, embora a bola de tênis vá mais rápido que a de futebol, ela carrega MUITO menos momento—ou seja, a variação de momento ao pará-la (o “soco” que você sente na mão) é bem menor.
Passo 4
Comparando os dois casos:
- Mesma quantidade de movimento → bola de tênis ultrarrápida e traumatizante.
- Mesma energia cinética → bola de tênis rápida mas com impulso menor, logo é bem mais fácil e seguro de parar.
Resposta
Eu escolheria agarrar a bola de tênis que tem a MESMA ENERGIA CINÉTICA da bola de futebol, porque aí o impacto (variação de momento) que a minha mão precisa parar é bem menor e dói menos.