Suponha que você jogue uma bola de massa igual a 0,40 kg contra uma parede. Ela colide com a parede quando está se movendo horizontalmente para a esquerda a 30 m / s, retornando horizontalmente para a direita a 20 m / s. 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:
p = m times v
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:
pinicial = m times vinicial = 0,40,kg times (-30,m/s) = -12,kg cdot m/s

Passo 4

Agora, vamos calcular o momento final da bola após a colisão. A bola retorna para a direita, então a velocidade é positiva:
pfinal = m times vfinal = 0,40,kg times 20,m/s = 8,kg cdot m/s

Passo 5

O impulso ( J = pfinal - pinicial ) é a variação do momento linear, ou seja:
J = 8,kg cdot m/s - (-12,kg cdot m/s) = 20,kg cdot m/s
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.

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