Enunciado

O arremesso de beisebol mais rápido foi medido a 46 m/s. Uma bola de beisebol comum tem massa de 145 g. Se o arremessador exerceu sua força (considerada horizontal e constante) por uma distância de 1,0 m, (a) que força ele produziu sobre a bola durante seu arremesso recordista? (b) Desenhe diagramas do corpo livre da bola durante o arremesso e logo após ela ter deixado a mão do arremessador

Passo 1

Usando a cinemática de aceleração constante, podemos encontrar a aceleração da bola. Então nós podemos aplicar a segunda lei de Newton para encontrar a força que causa essa aceleração

Use as coordenadas onde +x está na direção em que a bola é lançada. Também vamos usar v x 2 = v 0 x 2 + 2 a x x - x 0 e ∑ F x = m a x

Passo 2

Letra a:

Resolvendo para a x : x - x 0 = 1.0 m , v 0 x = 0 , v x = 46 m / s . v x 2 = v 0 x 2 + 2 a x x - x 0 temos:

a x = v x 2 - 1 f ^ x 2 x - x = ( 46 m / s ) 2 - 0 2 1.0 m = 1058 m s 2

O diagrama de corpo livre para a bola durante o arremesso é mostrado na figura a.

A força F → é aplicada à bola pela mão do arremessador.

∑ F x = m a n   nos dá   F = 0.145 k g 1058 m s 2 = 153 N

Passo 3

Letra b:

O diagrama de corpo livre depois que a bola sai da mão é dado na figura b. A única força na bola é a força da gravidade para baixo.

A força é muito maior que o peso da bola porque dá a ela uma aceleração muito maior que g.

Resposta

  1. 153 N
  2. Ver desenhos
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