A Fig. 9-53 mostra um gráfico aproximado do módulo da força F em função do tempo t para uma colisão de uma Superbola de 58g com uma parede. A velocidade inicial da bola é 34m / s , perpendicular à parede; ela ricocheteia praticamente com a mesma velocidade escalar, também perpendicular à parede. Quanto vale F m á x á , o módulo máximo da força exercida pela parede sobre a bola durante a colisão?

Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 9.6 - Ex. 37

A Fig. 9-53 mostra um gráfico aproximado do módulo da força em função do tempo para uma colisão de uma Superbola de com uma parede. A velocidade inicial da bola é , perpendicular à parede; ela ricocheteia praticamente com a mesma velocidade escalar, também perpendicular à parede. Quanto vale , o módulo máximo da força exercida pela parede sobre a bola durante a colisão?

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Primeiro, vamos tomar como referência o sentido positivo do nosso eixo de referência como sendo o sentido de movimento da bola após ricochetear.

O gráfico mostra que a força varia com o tempo. Deste modo, podemos determinar o impulso de uma força variável através da integral:

E lembrando também que a integral, por definição, é igual a área da função. Neste caso, nós conhecemos essa figura geométrica, então podemos achar o impulso separando a área do trapézio em dois triângulos e um retângulo:

Com isso temos:

Passo 2

Aplicando agora o teorema do impulso momento linear, sabendo que a velocidade inicial é e a velocidade final é :

Como, e , então isolando :

Assim:

Resposta

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