Enunciado

Uma bola de 0,550   k g cai verticalmente sobre um piso de concreto, atingindo-o com uma velocidade escalar de 12,0   m / s e ricocheteando verticalmente para cima com uma velocidade escalar de 3,00   m / s . Defina uma eixo y vertical, com o sentido positivo para cima. Em termos dos vetores unitários, quas são (a) a variação do momento da bola, (b) o impulso que o piso exerce sobre a bola e (c) o impulso que a bola exerce sobre o piso?

Passo 1

Inicialmente, a bola se movia para baixo com 12,0   m / s , então sua velocidade era:

v → = - 12,0   j ^   m / s

Depois, ela se move para cima com 3,00   m / s , então sua velocidade passou a ser:

v → = 3,0   j ^   m / s

Agora fica fácil calcular a variação no momento da bola:

Δ p → = m Δ v →

Δ p → = 0,550 3,0 - - 12 j ^

Δ p → = 8,25   j ^   m / s

Passo 2

O impulso produzido por uma força é simplesmente a variação que ela gera no momento de um objeto.

Mas nós acabamos de calcular isso, de forma que o impsulo que o piso exerce sobre a bola é:

j → = Δ p →

J → = 8,25   j ^   N ∙ s

Passo 3

(c) Pela terceira lei de Newton (ação e reação), se o chão faz um impulso J → sobre a bola, a bola exerce um impulso - J → sobre o chão.

Ou seja, é um impulso com mesmo módulo e direção, mas sentido contrário:

J ' → = - 8,25   j ^     N ∙ s

Resposta

(a) Δ p → = 8,25   k g   m / s .

(a) J → = 8,25   k g   m / s .

(c) J ' → = - 8,25   j ^     N ∙ s

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