Uma força com valor médio de 1200 N é aplicada a uma bola de aço de 0,40 kg, que se desloca a 14 m / s, em uma colisão que dura 27 times 10^-3 s. Se a força estivesse no sentido oposto ao da velocidade inicial da bola, encontre a velocidade final da bola. R: 67 m / s

Passo 1

O enunciado diz que uma força média de 1200 N atua durante De<a t = 27times10^-3,s sobre uma bola de massa 0,40,kg que inicialmente se move à velocidade de 14,m/s. Vamos usar o Teorema do Impulso e da Quantidade de Movimento, que estabelece que o impulso
J = Fmédia,De<a t é
causa uma variação de momento linear
De<a p = m,De<a v

Passo 2

Como a força está no sentido oposto ao da velocidade inicial, atribuímos F = -1200,N e vi=14,m/s. O impulso é
J = F ,De<a t = -1200 times 27times10^-3 = -32,4 Ncdot s

Passo 3

Pelo Teorema do Impulso:
J = m,(vf - vi)
Logo, isolando vf,
vf = vi + Jm = 14 + -32,40,40 = 14 - 81 = -67 m/s
O sinal negativo indica que a bola inverteu o sentido do movimento e atinge uma rapidez de 67,m/s.

Resposta

A velocidade final da bola é 67,m/s no sentido oposto ao inicial.

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