No Campeonato Mundial de Voleibol Feminino de 2018, Thaísa Menezes, com uma altura de
, era a jogadora mais alta da Seleção Brasileira. Ao receber um levantamento perfeito de Dani Lins, Thaísa corta a bola de
quando a bola esta a
do chão e com uma velocidade (escalar) de
. Ela faz
de trabalho no processo. Desprezando a resistência do ar:
(e) Encontre a velocidade escalar da bola ao atingir o chão.
(e) Encontre a velocidade escalar da bola ao atingir o chão.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão pede e identificar o que precisamos para resolver. Temos uma jogadora de vôlei, Thaísa Menezes, que ao fazer um corte na bola de massa
quando ela está a
do chão com uma velocidade de
. Ela realiza
de trabalho nesse processo. Queremos descobrir qual será a velocidade da bola ao atingir o chão.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia na física, especificamente energia cinética, energia potencial gravitacional e trabalho. Precisamos entender como essas energias se transformam e se conservam durante o movimento da bola.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia cinética inicial da bola no momento em que Thaísa a corta. A energia cinética (
) é dada pela fórmula:
Onde:
-
(massa da bola) -
(velocidade inicial)
Então,
Vamos calcular isso:
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia potencial gravitacional (
) da bola no ponto onde foi cortada. A energia potencial é dada por:
Onde:
-
(aceleração da gravidade) -
(altura)
Então,
Passo 4
Thaísa realiza um trabalho (
) de
sobre a bola. O trabalho realizado adiciona energia ao sistema, aumentando a energia total da bola. Portanto, a energia total após o trabalho é a soma da energia cinética inicial, da energia potencial e do trabalho realizado:
Substituindo os valores:
Passo 5
Quando a bola atinge o chão, a energia potencial gravitacional será zero (já que
). Portanto, toda a energia total será convertida em energia cinética final (
). Assim, temos:
Usando a fórmula da energia cinética para encontrar a velocidade final (
):
Então,
Resposta
A velocidade escalar da bola ao atingir o chão é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Na Fig. 5-21 as forças
e
são aplicadas a uma caixa que desliza com velocidade constante sobre uma superficie sem atrito. Diminuimos o ângulo
sem mudar o módulo de
. Para manter a caixa deslizando com velocidade constante devemos aumentar, diminuir ou manter inalterado o módulo de
?
FIG. 5-21 Pergunta 1.
FIG. 5-21 Pergunta 1.
No Campeonato Mundial de Voleibol Feminino de 2018, Thaísa Menezes, com uma altura de
, era a jogadora mais alta da Seleção Brasileira. Ao receber um levantamento perfeito de Dani Lins, Thaísa corta a bola de
quando a bola esta a
do chão e com uma velocidade (escalar) de
. Ela faz
de trabalho no processo. Desprezando a resistência do ar:
© Encontre a energia mecânica da bola antes da cortada.
© Encontre a energia mecânica da bola antes da cortada.
No instante
, uma força
constante começa a atuar sobre uma pedra que se move no espaço sideral no sentido positivo do cixo
. (a) Para
, quais são as possíveis funções
para a posição da pedra: (1)
, (2)
, (3)
? (b) Para que função
tem o sentido contrário ao do movimento inicial da pedra?
Um bloco de massa
se encontra numa rampa, inicialmente horizontal que, aos poucos, é inclinada até que o bloco começa a deslizar.
(a) Se a rampa faz um ângulo de nesse momento, calcule o coeficiente de atrito estático,
entre o bloco e a rampa.
(a) Se a rampa faz um ângulo de