Uma bola de tênis de massa m, com velocidade de módulo v e fazendo um ângulo theta com o eixo horizontal, x, colide elasticamente com um anteparo fixo e imóvel. Sāo realizadas as seguintes afirmativas:
(1) O vetor momento linear da bola antes e após a colisio com hparede 0 o mesmo.
(II) O impulio que a parede exerce sobre a bola vale -2 mv cos theta i.
(III) A parcle nào exerce forga sobre a bola) Sio verdadeiras:
(a) Todas.
(b) Nenhuma.
© Apenas a (II).
1 Apenas (I) e (II).
(e) Apenas (I) e (III).

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um problema envolvendo uma bola de tênis que bate numa parede fixa. A questão fala sobre o momento linear da bola antes e depois da colisão, o impulso que a parede exerce sobre ela e se a parede exerce força ou não na bola. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre conservação de momentum, impulso e como as forças atuam durante uma colisão.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é momento linear. O momento linear (ou quantidade de movimento) é dado por p = m v, onde m é a massa e v é a velocidade. Quando a bola bate na parede, ela sofre uma mudança na sua velocidade, especialmente na direção horizontal.

Passo 3

Agora, sobre a conservação do momento. Em uma colisão elasticamente, a energia cinética é conservada, mas como a parede é fixa e imóvel, ela pode mudar o momento da bola. No caso, a bola bate na parede e sua velocidade horizontal inverte, passando de v cos theta para -v cos theta. Então, o momento antes da colisão era m v cos theta e depois é -m v cos theta. Isso significa que o momento não é o mesmo antes e depois da colisão. Assim, a afirmativa (I) está errada.

Passo 4

Vamos calcular o impulso que a parede exerce sobre a bola. O impulso ( J) é a mudança no momento linear, ou seja, J = De. Portanto, a afirmativa (II) está correta.

Passo 5

Sobre a afirmativa (III), que diz que a parede não exerce força sobre a bola. Isso não faz sentido, pois para a bola mudar sua direção e velocidade, a parede precisa exercer uma força nela durante a colisão. Então, a parede realmente exerce força sobre a bola, o que torna a afirmativa (III) errada.

Resposta

A opção correta é a © Apenas a (II).

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