Q5: Joga-se uma bola de beisebol de massa
com velocidade escalar
a um batedor com taco, que rebate a bola em direção ao lançador com velocidade escalar
. Se o taco está em contato com a bola durante
, calcule o impulso transmitido pelo taco à bola, e a força média exercido.
Passo 1
O enunciado dá uma bola de massa
lançada com velocidade escalar
em direção ao batedor, que a rebate com velocidade escalar
de volta ao lançador. O taco fica em contato com a bola durante
. Queremos usar o Teorema da Impulsão (ou Teorema do Impulso-Momento) para encontrar o impulso
e a força média
aplicada.
Passo 2
Escolhemos o sentido positivo como o da bola indo do lançador para o batedor. Assim a velocidade inicial é
e a velocidade final, voltando para o lançador, é
O Teorema da Impulsão diz que
Passo 3
Calculamos o impulso substituindo valores:
Como
,
Passo 4
A força média é o impulso dividido pelo intervalo de tempo:
O sinal negativo indica que a força está no sentido oposto ao inicial.
Resposta
Impulso transmitido:
(ou módulo
).
Força média exercida: (ou módulo
).
Força média exercida: