Um tenista realiza um saque arremessando a bola verticalmente até uma altura máxima h em relação ao solo, na qual atinge a bola com a raquete. A bola sai com velocidade horizontal e suficiente para voar até atingir o solo a uma distância horizontal A da posição de saque. Sabendo que o tempo de colisão entre a raquete e a bola é ∆t e que a massa da bola é m, a força média exercida pela raquete sobre a bola durante o intervalo ∆t é:

  1. m A ∆ t g 2 h
  2. m A ∆ t g h
  3. m A ∆ t 2 g h
  4. m A ∆ t g 8 h
  5. m A ∆ t g 4 h

Passo 1

Sabemos que impulso é igual a variação de momento linear:

I → = ∆ p

Podemos escrever isso de outra forma:

F m e d . ∆ t = p f - p i

F m e d . ∆ t = m v f - m v i

Como quando a bola tá no ponto mais alto a velocidade é zero, podemos dizer que a velocidade inicial é zero, já que a bola sai sai de uma altura máxima:

F m e d . ∆ t = m v f

Passo 2

Vamos achar v f

Essa velocidade será dada pela divisão do alcance pelo tempo de queda da bola.

v f = A t

Assim, podemos descobrir o tempo de queda pela equação da queda livre,:

s y = s 0 y + v 0 y t + a y t 2 2

0 = - H + g t 2 2

t = 2 H g

Assim, descobrimos v f = A 2 H g

Passo 3

Show!

Agora substituímos naquela equação inicial:

F m e d . ∆ t = m v f

F m e d ∆ t = m A 2 H g

Assim:

F m e d = m A ∆ t g 2 h

Resposta

  1. m A ∆ t g 2 h

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