Um tenista rebate uma bola de 58 g que viaja a
. Após o golpe, a bola retorna na direçäo oposta com velocidade de
.
Se o tempo de contato entre a raquete e a bola foi de
, qual foi a força média exercida pela raquete?
Se o tempo de contato entre a raquete e a bola foi de
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 (
) é a diferença entre o momento final e o momento inicial. O momento (
) 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:
Passo 5
Finalmente, usamos a fórmula da força média:
(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.