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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 8.1 - Ex. 43

Você chuta uma bola de 0,43   k g de massa. A bola abandona seu pé com uma rapidez inicial de 25   m / s .

(a) Qual a magnitude do impulso associado à força do seu pé sobre a bola ?

(b) Se seu pé mantém contato com a bola durante 8,0   m / s , qual é a magnitude da força média exercida pelo seu pé sobre a bola ?

Passo 1

(a) Como temos um impulso aplicado à bola pelo chute do pé, teremos uma variação na quantidade de movimento linear da bola, que será dada pela fórmula:

I = ∆ p → =   p f -   p i

Mas como a bola estava inicialmente em repouso   ( p i = 0 ) e o único momento, é o final p f = m v , então obtemos que:

I = m v

Substituindo, então, as variáveis por valores numéricos na fórmula, temos:

I = 0,43   k g 25 m / s = 10,8   N ∙ s

I = 10,8   N ∙ s

Passo 2

(b) Pela definição de impulso:

I =   F a t u a n t e ∆ t

Onde F a t u a n t e é a força que atua no objeto e ∆ t o tempo de contato entre a força e o objeto. Isolando F a t u a n t e da equação e resolvendo-a com os valores numéricos, obtemos nossa resposta como:

F a t u a n t e = I ∆ t

F a t u a n t e =   ( 10,8   N ∙ s ) ( 0,0080   s ) = 1,3   k N

F m é d i a =   F a t u a n t e = 1,3   k N

Resposta

(a) I = 10,8   N ∙ s  

(b) F m é d i a =   F a t u a n t e = 1,3   k N  

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