UFRJ, Física 1, Prova 2, 2015.2
Um tenista realiza um saque arremessando a bola verticalmente até uma altura máxima h em relação ao solo, na qual atinge a bola com a raquete. A bola sai com velocidade horizontal e suficiente para voar até atingir o solo a uma distância horizontal A da posição de saque. Sabendo que o tempo de colisão entre a raquete e a bola é ∆t e que a massa da bola é m, a força média exercida pela raquete sobre a bola durante o intervalo ∆t é:
Passo 1
Sabemos que impulso é igual a variação de momento linear:
Podemos escrever isso de outra forma:
Como quando a bola tá no ponto mais alto a velocidade é zero, podemos dizer que a velocidade inicial é zero, já que a bola sai sai de uma altura máxima:
Passo 2
Vamos achar
Essa velocidade será dada pela divisão do alcance pelo tempo de queda da bola.
Assim, podemos descobrir o tempo de queda pela equação da queda livre,:
Assim, descobrimos
Passo 3
Show!
Agora substituímos naquela equação inicial:
Assim: