(udesc) um jogador de futebol ao cobrar uma falta chuta a bola de forma que ela deixa seu pé com uma velocidade de 25 m/s Sabendo que a massa da bola é igual a 400 g e que o tempo de contato entre o pé do jogador e a bola durante o chute foi de 0,01 s a força média exercida pelo pé sobre a bola é igual a: a)100n b)6250n c)2200n d)1000n e)10000n
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um jogador de futebol que chuta a bola, dando a ela uma velocidade de 25 m/s. Temos que a massa da bola é de 400 g (que vamos converter para kg) e o tempo de contato entre o pé e a bola é de 0,01 s. Nosso objetivo é encontrar a força média que o pé exerce sobre a bola. Para resolver isso, vamos usar a segunda lei de Newton e o conceito de impulso.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa da bola de gramas para quilogramas, porque as unidades do Sistema Internacional (SI) usam kg para massa.
Passo 3
Agora, vamos lembrar que força média (F) pode ser calculada usando a fórmula do impulso. O impulso é igual à mudança na quantidade de movimento (momentum), e é dado por:
Onde:
- $ F $ é a força média,
- $ \Delta t $ é o tempo de contato,
- $ m $ é a massa,
- $ \Delta v $ é a mudança na velocidade.
Passo 4
Queremos encontrar a força média $ F $. Vamos rearranjar a fórmula para isolá-la:
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Então:
Passo 6
Fazendo os cálculos:
Resposta
A força média exercida pelo pé sobre a bola é igual a 1000 N, ou seja, a opção d) 1000 N.