Um tenista rebate uma bola de 58 g que viaja a 25 m / s. Após o golpe, a bola retorna na direçäo oposta com velocidade de 35 m / s.
Se o tempo de contato entre a raquete e a bola foi de 0,02 s, qual foi a força média exercida pela raquete?

Passo 1

Vamos resolver um problema de Física sobre força média e mudança no movimento de uma bola de tênis. Precisamos descobrir qual foi a força que a raquete aplicou na bola para mudar sua velocidade. Para isso, vamos usar a fórmula da força média baseada na variação do momento ( ).

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Massa da bola: 58 g (que é igual a 0,058 kg, já que 1 kg = 1000 g)
  • Velocidade inicial da bola: 25 m/s
  • Velocidade final da bola: 35 m/s (na direção oposta, então consideramos -35 m/s)
  • Tempo de contato entre a raquete e a bola: 0,02 s

Passo 3

A variação do momento ( pinicial = m times vinicial = 0,058 , kg times 25 , m/s = 1,45 , kg·m/s ) é a diferença entre o momento final e o momento inicial. O momento ( pfinal = m times vfinal = 0,058 , kg times (-35) , m/s = -2,03 , kg·m/s ) é calculado multiplicando a massa pela velocidade ( ).
Calculando o momento inicial:
Calculando o momento final:
(O sinal negativo indica a direção oposta)

Passo 4

Agora, encontramos a variação do momento:
De

Passo 5

Finalmente, usamos a fórmula da força média:
F = De
(O sinal negativo indica que a força está na direção oposta ao movimento inicial da bola)

Resposta

A força média exercida pela raquete foi de 174 N na direção oposta ao movimento inicial da bola.

Exercícios relacionados