Considere que um jogador de tênis consiga fazer a bola atingir uma velocidade de
no momento do saque. A massa bola de tênis são 60 g .
b) Estime o módulo da força que a raquete faz na bola sabendo que a colisão durou
.
b) Estime o módulo da força que a raquete faz na bola sabendo que a colisão durou
Passo 1
Vamos lá! O enunciado pede para estimar a força que a raquete exerce na bola de tênis durante o saque. Aqui, vamos usar conceitos de Mecânica, especificamente de Quantidade de Movimento e Força. Precisaremos da massa da bola, da velocidade que ela atinge no saque e do tempo de colisão entre a raquete e a bola.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que a força exercida pode ser calculada usando a fórmula da quantidade de movimento. A força média (F) é igual à variação da quantidade de movimento (Δp) dividida pelo tempo durante o qual essa variação ocorre (Δt).
Passo 3
A quantidade de movimento § é dada por:
onde:
-
é a massa da bola, -
é a velocidade da bola.
Passo 4
A variação da quantidade de movimento (Δp) é:
Como a bola parte do repouso, a velocidade inicial é 0, então:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula da força média:
Passo 6
Inserindo os valores fornecidos:
- Massa (
) = 60 g = 0,06 kg - Velocidade final (
) = 50 m/s - Tempo (
) = 0,01 s
Passo 7
Calculando:
Resposta
A força que a raquete exerce na bola é de 300 newtons.
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