Enquanto em movimento, uma bola de beisebol arremessada leva energia cinética e momento. © A bola pode fornecer ao taco e ao rebatedor mais momento do que ela carrega inicialmente? Explique cada uma das respostas.
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem uma bola de beisebol que está se movendo e, enquanto ela está nesse movimento, ela possui energia cinética e momento. O lance aqui é entender se essa bola pode transferir mais momento para o taco e para o rebatedor do que ela mesmo tinha no começo. A matéria que vamos usar pra resolver isso é a conservação do momento linear, uma parte da física que fala sobre como o momento se comporta quando objetos interagem.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é momento linear. O momento linear (ou simplesmente momento) de um objeto é uma grandeza física que depende da massa do objeto e da sua velocidade. A fórmula é:
Onde:
-
é o momento linear, -
é a massa, -
é a velocidade.
Passo 3
Agora, a conservação do momento diz que, em um sistema fechado (onde não há forças externas agindo), o momento total antes de uma colisão é igual ao momento total depois da colisão. Ou seja:
Passo 4
Aplicando isso ao nosso caso: a bola de beisebol está se movendo com um certo momento inicial (
). Quando ela é atingida pelo taco, o momento da bola vai mudar, e esse momento perdido pela bola é ganho pelo taco e pelo rebatedor.
Passo 5
Mas, pela conservação do momento, a bola não pode criar ou destruir momento. Ela apenas transfere o que já possui. Portanto, o momento que o taco e o rebatedor ganham não pode ser maior do que o momento que a bola tinha inicialmente.
Passo 6
Além disso, a transferência de momento também depende de fatores como a massa do taco, a massa da bola e as velocidades envolvidas após a colisão. Mesmo que o taco possa ter uma massa maior ou menor, a quantidade de momento transferida sempre respeita a conservação do momento total do sistema.
Resposta
Não, a bola não pode fornecer ao taco e ao rebatedor mais momento do que ela carregava inicialmente, pois o momento total do sistema é conservado durante a interação.