Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 9.Exercícios e Problemas - Ex. 29
Uma bola de 200 g cai de 2,0 m de altura, ricocheteia em um piso duro e sobe até uma altura de 1,5 m. A figura P9.29 mostra o impulso recebido do piso. Qual é a força máxima que o piso exerce sobre a bola?
Passo 1
Inicialmente, vamos usar conceitos de cinemática para calcular a velocidade da bolinha imediatamente antes de colidir e imediatamente depois de colidir com o piso duro. Suponha que velocidades orientadas de baixo para cima são positivas!
Passo 2
Cálculo da velocidade imediatamente antes de colidir: usando Torricelli, temos:
a velocidade inicial é e . Assim,
Usamos o sinal negativo pois a velocidade está orientada de cima para baixo
Passo 3
Cálculo da velocidade imediatamente depois de colidir: vamos usar, novamente, Torricelli entre o chão e a altura máxima, , atingida:
No ponto de altura máxima, temos ; além disso, temos (pois a bolinha desacelera). Assim:
Passo 4
Portanto, temos que
Pelo teorema do impulso, segue que:
O impulso pode ser calculado pela área do gráfico dado no enunciado:
Logo,
Resposta
935 N.