Um taco acerta uma bola de bilhar e a comprime com uma força média
N durante um tempo
. A bola de bilhar possui massa
. Calcule a velocidade da bola depois do impacto.
Passo 1
Vamos lá! O enunciado fala sobre como um taco aplica uma força em uma bola de bilhar, comprimindo-a por um certo tempo. O conteúdo envolvido aqui é mecânica, mais especificamente o conceito de impulso e momento linear. Para resolver, vamos precisar entender como a força aplicada por um tempo determinado influencia a velocidade da bola, considerando sua massa.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter a massa da bola de gramas para quilogramas, porque nas fórmulas de física usamos o SI (Sistema Internacional) de unidades. Sabemos que:
Então,
Passo 3
Agora, vamos falar sobre impulso. O impulso (
) é definido como a força média (
) multiplicada pelo tempo durante o qual essa força é aplicada (
):
No nosso caso,
Passo 4
O impulso também está relacionado à mudança no momento linear (
) da bola. A mudança no momento linear é igual ao impulso aplicado:
Aqui,
é a variação da velocidade que queremos encontrar.
Passo 5
Vamos isolar a variação da velocidade (
) na equação:
Substituindo os valores que já calculamos:
Resposta
A velocidade da bola após o impacto é de aproximadamente
.