Exercícios Resolvidos de Teorema Impulso-Momento Linear

UFF, Física I, P2 - 2014.2, Questão 4Q

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 i e da bola saindo v f , pois a partir deles teremos o impulso, se liga:

v i = 10 . sen 60 ° ( x ^ ) + 10 . cos 60 ° ( y ^ )

v i = 8,66   x ^ + 5,00   ( y ^ )   m / s

v f = 10 . sen 60 ° ( - x ^ ) + 10 . cos 60 ° ( y ^ )

v f = 8,66 - x ^ + 5,00   ( y ^ )   m / s

Agora que temos as velocidade, 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 i )

F . 0,200 = 3,00 . 8,66 - x ^ + 5,00   y ^ - 8,66   x ^ - 5,00   y ^

F . 0,200 = 3,00 . ( 17,32   ( - x ^ )

F = 259,80   N   - x ^

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Resposta

F = 259,80   N   - x ^

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