Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 2.4 - Ex. 83
Se o jogador de tênis dá o saque horizontalmente , calcule sua velocidade se o centro da bola transpõe a rede de por . Encontre também a distância a partir da rede até o ponto onde a bola atinge a superfície da quadra. Despreze a resistência do ar e do efeito da rotação da bola.
Passo 1
Galera, para que a bola transponha a rede de por , precisamos que, quando , tenhamos , considerando o pé do jogador como a origem do sistema de coordenadas e o eixo positivo para a esquerda. Então, se tivermos a equação da trajetória parabólica que a bola faz, ou seja, se encontrarmos uma equação que nos dê em função de , poderemos encontrar a velocidade .
Pra obtermos isso, começamos equacionando o movimento horizontal:
Para o movimento vertical, teremos:
Substituiremos a expressão de encontrada:
Aí temos a nossa equação da trajetória!
Passo 2
Agora vamos substituir e na equação da trajetória, para encontrar :
Passo 3
Show! Sabendo o valor da velocidade , podemos usar a equação da trajetória para obter . Para isso, vamos substituir na equação, que equivale à bola batendo no chão:
Logo, temos: