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Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 9.Problemas Adicionais - Ex. 124

124- Uma bola com uma massa de 0.550   k g cai verticalmente em um piso de concreto, chocando-se com o piso a uma velocidade de 12,0 m/s e ricocheteando verticalmente com uma velocidade de 3,00 m/s.

Use um eixo y vertical, com o sentido positivo para cima. Na notação dos vetores unitários, determine (a) a variação do momento da bola, (b) o impulso sobre a bola e (c) o impulso sobre o piso.

Passo 1

Na seção 3 definimos o momento linear (ou quantidade de movimento linear) de um corpo isolado igual a p → = m v → , com isso em mente podemos traçar o diagrama de velocidade dessa bola exatamente antes e exatamente depois de chocar-se com o chão.

Passo 2

a)O momento linear antes de chocar-se com o chão vale:

p a = 0.55 × ( - 12 j ^ )

E o momento depois vale:

p d = 0.55 × ( 3 j ^ )

Logo a variação será:

Δ p = p d - p a = 0.55 3 j ^ - 0.55 12 j ^ = 8.25 j ^   k g   m s

Passo 3

b) A teoria nos diz que o impulso em um corpo equivale a diferença de movimento linear do corpo. Ou seja:

Δ p = p f - p a = J

Logo:

J = 8.25 k g   m s = 8.25   k g   m s 2 . s = 8.25   [ N s ]

Passo 4

c) Como em toda ação existe uma reação, então a reação no chão a esse impulso é um impulso de direção contrária, ou seja no chão há um impulso igual a :

J = - 8.25   N s

Resposta

a ) 8.25 j ^   k g   m s

b )   8.25   [ N . s ]

c ) - 8.25   [ N s ]

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