Suponha que você jogue uma bola de massa igual a
contra uma parede. Ela colide com a parede quando está se movendo horizontalmente para a esquerda a
, retornando horizontalmente para a direita a
. Calcule 0 impulso da força resultante sobre a bola durante sua colisão com a parede.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma bola de massa 0,40 kg que é jogada contra uma parede. Ela vai para a esquerda com uma velocidade de 30 m/s e volta para a direita com 20 m/s. A gente vai calcular o impulso da força que a parede exerce na bola durante a colisão. Para resolver isso, vamos usar conceitos de momento linear e impulso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o momento linear (ou quantidade de movimento) é dado por:
onde
é a massa e
é a velocidade.
Passo 3
Vamos calcular o momento inicial da bola antes da colisão. A bola está se movendo para a esquerda, então vamos considerar a direção para a esquerda como negativa. Assim:
Passo 4
Agora, vamos calcular o momento final da bola após a colisão. A bola retorna para a direita, então a velocidade é positiva:
Passo 5
O impulso (
) é a variação do momento linear, ou seja:
Substituindo os valores:
Resposta
O impulso da força resultante sobre a bola durante a colisão com a parede é de
na direção para a direita.