Uma bola de 0,80 kg está se movendo horizontalmente com uma velocidade de 4,0 m / s quando se choca com uma parede vertical e ricochetela com uma velocidade de 3,0 m / s. Sabendo que o tempo de contato da bola com a parede foi de 2,0 ms, determine:
a) o módulo da variação do momento linear da bola;

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma bola que bate numa parede e volta com outra velocidade. O conteúdo que vamos usar aqui é o momentum linear (ou momento linear), que está relacionado com a quantidade de movimento de um objeto. Vamos precisar lembrar da fórmula do momento linear e entender como calcular a variação dele quando a bola bate na parede.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o momento linear. O momento linear ( p = m times v ) de um objeto é dado pela fórmula:
onde:
  • é a massa do objeto,
  • é a velocidade do objeto.
Nesse caso, temos a massa da bola e as velocidades antes e depois do choque.

Passo 3

Agora, vamos calcular o momento linear antes e depois do choque.
  • Antes do choque:
    • Massa ( pi = m times vi = 0,80 , kg times 4,0 , m/s = 3,2 , kg·m/s ) = 0,80 kg
    • Velocidade inicial ( vf = -3,0 , m/s ) = 4,0 m/s
pf = m times vf = 0,80 , kg times (-3,0 , m/s) = -2,4 , kg·m/s
  • Depois do choque:
    • Velocidade final ( ) = 3,0 m/s
Mas atenção! A bola ricocheteia, ou seja, ela muda de direção. Vamos considerar que a velocidade após o choque tem sinal oposto:
Então,

Passo 4

Agora, vamos calcular a variação do momento linear ( De), que é a diferença entre o momento final e o momento inicial:
De
Substituindo os valores:

Resposta

O módulo da variação do momento linear da bola é .

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