Enunciado

Uma bola de tênis jogada com força está se movendo horizontalmente quando bate contra uma parede vertical de concreto com incidência perpendicular. A bola quica direto na parede e volta. Ignore quaisquer efeitos devido à gravidade pelo intervalo curto de tempo descrito aqui. Considere que a direção até a parede é + x . Quais as direções e sentidos de sua velocidade e aceleração (a) logo antes de atingir a parede, (b) no ponto de máximo impacto e (c) logo após deixar a parede?

Passo 1

(a) Como a bola é jogada com incidência perpendicular e podemos desprezar os efeitos da gravidade, nós vamos supor que todo o movimento acontece em uma mesma linha horizontal.

Logo antes de atingir a parede, a bola está se deslocando no sentido positivo do eixo x . E como sua velocidade é constante após “deixar” a raquete, sua aceleração é nula.

Passo 2

(b) No ponto de máximo impacto, quando a bola está prestes a retornar da parede, a velocidade é nula.

Ao mesmo tempo, a força que a parede exerce sobre a bola está produzindo uma aceleração no sentido negativo do eixo x .

Passo 3

(c) Logo após deixar a parede, a aceleração da bola volta a ser nula, já que ela está “livre” no ar.

E como a aceleração é nula, sabemos que a velocidade terá que ser constante, e aponta no sentido negativo do eixo x .

Resposta

(a) Aceleração nula, velocidade no sentido positivo do eixo x .

(b) Velocidade nula, aceleração no sentido negativo do eixo x .

(c) Aceleração nula, velocidade no sentido negativo do eixo x .

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