Uma bola de aço de 3,00   k g bate em uma parede com a rapidez de 10,0   m / s a um ângulo θ = 60 ° com a superfície. Ela quica e recua com a mesma rapidez e mesmo ângulo, como apresentada na figura. Se a bola fica em contato com a parede por 0,200   s , qual é a intensidade da força média exercida pela parede sobre a bola?

Passo 1

Para determinar a força média que a parede exerce na bola, precisamos determinar os vetores velocidade da bola chegando v 0 e da bola saindo v f , pois a partir deles teremos o impulso:

v → 0 = 10 . sen ⁡ 60 ° ( i ^ ) + 10 . cos ⁡ 60 ° ( j ^ )

v → 0 = 8,66   i ^ + 5,00   ( j ^ )   m / s

v → f = 10 . sen ⁡ 60 ° ( - i ^ ) + 10 . cos ⁡ 60 ° ( j ^ )

v → f = 8,66 - i ^ + 5,00   ( j ^ )   m / s

Agora que temos as velocidades, podemos utilizar a definição de impulso para achar a força média!

I → = F → . Δ t = m . Δ v →

F → .   Δ t = m . ( v → f - v → 0 )

F → . 0,200 = 3,00 . 8,66 - i ^ + 5,00   j ^ - 8,66   i ^ - 5,00   j ^

F → . 0,200 = 3,00 . 17,32   . - i ^

F → = - 259,80 . i ^   N

Resposta

F → = - 259,80 . i ^   N

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