Imediatamente antes de colidir com a raquete, uma bola de tênis pesando 0,560 N possui uma velocidade igual a (20,0 m / s) i-(4,0 m / s) j. Durante os 3,0 ms em que a raquete ficou em contato a bola, a força resultante é constante e igual a-(380 N) i+(110 N) j. (b) Quais são os componentes x e y da velocidade final da bola?

Passo 1

Resumo do problema: Temos uma bola de tênis com peso de 0,560 N que se move com uma velocidade inicial de (20,0 m/s),i - (4,0 m/s),j. Durante 3,0 ms, a raquete exerce uma força constante de -380 N,i + 110 N,j na bola. Precisamos descobrir quais são as componentes x e y da velocidade final da bola. Vamos usar conceitos de física como força, massa, impulso e mudança de velocidade para resolver isso.

Passo 2

Encontrando a massa da bola: Sabemos que o peso ( P) está relacionado à massa ( m) pela fórmula:
P = m times g
Onde g é a aceleração da gravidade ( approx 9,8 m/s^2). Podemos rearranjar a fórmula para encontrar a massa:
m = Pg = 0,560 N9,8 m/s^2 approx 0,0571 kg

Passo 3

Calculando a mudança de velocidade na direção x ( De): Usamos a relação entre força, tempo e mudança de velocidade:
De
Para a direção x:
De

Passo 4

Calculando a mudança de velocidade na direção y ( De): Da mesma forma:
De

Passo 5

Encontrando a velocidade final nas direções x e y ( vfx e vfy):
  • Para a direção x:
vfx = vix + De
  • Para a direção y:
vfy = viy + De

Resposta

As componentes da velocidade final da bola são:
  • vfx = 0,0 m/s
  • vfy = 1,78 m/s

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