Imediatamente antes de colidir com a raquete, uma bola de tênis pesando
possui uma velocidade igual a
. Durante os 3,0 ms em que a raquete ficou em contato a bola, a força resultante é constante e igual
. (b) Quais são os componentes
e
da velocidade final da bola?
Passo 1
Resumo do problema: Temos uma bola de tênis com peso de
que se move com uma velocidade inicial de
. Durante
, a raquete exerce uma força constante de
na bola. Precisamos descobrir quais são as componentes
e
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 (
) está relacionado à massa (
) pela fórmula:
Onde
é a aceleração da gravidade (
). Podemos rearranjar a fórmula para encontrar a massa:
Passo 3
Calculando a mudança de velocidade na direção
(
): Usamos a relação entre força, tempo e mudança de velocidade:
Para a direção
:
Passo 4
Calculando a mudança de velocidade na direção
(
): Da mesma forma:
Passo 5
Encontrando a velocidade final nas direções
e
(
e
):
- Para a direção
:
- Para a direção
:
Resposta
As componentes da velocidade final da bola são: