Uma bola de futebol de massa igual a possui velocidade inicial de . Uma jogadora de futebol dá um chute na bola, exercendo uma força constante de módulo igual a na mesma direção e no mesmo sentido do movimento da bola. Até que distância seu pé deve estar em contato com a bola para que a velocidade da bola aumente para ?
Passo 1
Opa, bora fazer essa questão! Temos que chutar uma bola de modo que a sua velocidade seja . Por qual distância o nosso pé deve estar em contato com a bola!
O problema nos dá os seguintes dados:
Pelo teorema trabalho – energia temos:
Mas podemos reescrever esse teorema em termos das velocidades inicial e final, da força e do deslocamento:
Agora atenção: podemos escrever assim desse jeito pois a força é constante e atua na direção do deslocamento.
Passo 2
Agora é só substituir tudo e determinar a distância :
Prontinho!