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Enunciado

Física - Curso de Física Básica - Mecânica Volume 1 - 5ª Edição - Herch Moysés Nussenzveig- Ed: 5º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 1

Calcule a magnitude (em kgf ) da força impulsiva que atua em cada um dos exemplos seguintes: (a) Num saque de jogo de tênis, a bola, de massa igual a 60g , é lançada com uma velocidade de 40m/s; o tempo de contato com a raquete é da ordem de 0,005s (b) Um jogador de futebol cobra um pênalti, chutando a bola com uma velocidade de 20m/s . A massa da bola é de 450g e a duração do chute da ordem de 0,01s . (c) Uma pessoa de 80kg pula do alto de um muro de 2,5m de altura, caindo em pé (sem dobrar os joelhos). A duração do impacto é de 0,01s . É melhor dobrar os joelhos! (d) Um carro de 1,5 toneladas , a 60km/h , bate num muro. A duração do choque é de 0,1s.

Passo 1

  1. Usando o teorema do impulso fica assim

    2. F m e d = Δ P Δ t

    = 40   .   0,06 0,005 = 480   N = 480 9,8   K g f

    = 49   K g f

    Passo 2

  2. Repetindo o mesmo procedimento,

    3. F m e d = 20   .   0,45 0,01 = 900   N

    = 92   K g f

    Passo 3

  3. Vamos achar a velocidade com que a pessoa cai

    4. v 2 = v 0 2 + 2 a Δ s

    Como aqui a aceleração é a gravidade e a distância percorrida é a altura, então

    v 2 = 2 g h

    Tirando a raiz dos 2 lados temos

    v = 2   . 9,8   .   2,5

    = 7   m / s

    Como a pessoa vai de 7   a   0   m / s em 0,01   s temos

    F m e d = 80   .   7 0,01 = 56000   N

    = 5714   K g f

    Passo 4

  4. Vamos anotar os dados nas unidades certinhas pra facilitar
  • m = 1,5   t o n = 1500   K g
  • v = 60   k m / h   = 16,67   m / s

F m e d = 1500   .   16,67 0,1 = 250000   N

= 25510   K g f

Resposta

a )   49   K g f

b )   92   K g f

c )   5714   K g f

d )   25510   K g f

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