PUC - RIO- FIS B 1026– G2 2019.2
Considere um homem de , sentado em uma pista de gelo, lançando horizontalmente para frente uma bola de . A força de lançamento é dada pela função do tempo , válida no intervalo (este último é o instante em que a bola perde contato com a mão do homem). Desprezando todos os atritos e considerando que inicialmente homem e bola se encontram em repouso em relação à pista, determine:
(a) o módulo do impulso sobre a bola;
(b) o módulo da força média sobre a bola;
Se, após o lançamento, o homem recua no sentido positivo do eixo x, determine:
(c) os vetores e, respectivamente velocidade da bola e velocidade de recuo do homem.
Passo 1
a)
O homem aplica uma força na bola, mas essa força varia com o tempo. O impulso de uma força variável é dado por
Como a força atua somente por um intervalo de tempo, temos que:
Show!
Passo 2
b)
Agora ele que a força média que o homem aplicou na bola.
Então, pelo resultado do item a:
Tranquilo?
Passo 3
c)
Agora, o homem vai um pouco pra trás depois que ele solta a bolinha. A única força atuando é a que homem faz, então o momento linear do sistema homem-bola se conserva, já que essa é uma força interna do sistema homem-bola.
Mas, se a gente olhar só para a bolinha, já vimo que ela recebe um impulso, devido a força do homem, pelo teorema impulso - momento linear .
Se a gente adotar o sentido positivo do eixo x sendo o que a bolinha vai percorrer, então,
Com isso, descobriremos a velocidade de recuo do homem:
Prontinho!
Resposta
a)
b)
c)