Question

Um tenista rebate uma bola de tênis de massa m = 60 g que lhe foi arremessada pelo seu adversário. A bola atinge a sua raquete horizontalmente, com uma velocidade de 50 m/s. Ao ser rebatida, a bola retorna também horizontalmente, porém em sentido contrário, com uma velocidade de 50 m/s. Sabendo que, durante o processo de rebatida, a bola permaneceu em contato com a raquete por um tempo aproximadamente igual a 0,006 s a intensidade da força média exercida pela raquete do rebatedor sobre a bola é
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A) 100 N
B) 200 N
C) 600 N
D) 700 N
E) 1200 N
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Answer 1

Resposta:

A intensidade da força média exercida pela raquete do rebatedor sobre a bola é 1000N.

Explicação:

Primeiramente, vamos calcular a aceleração que a bola teve.

A bola estava com uma velocidade de 50m/s, é rebatida e retorta com uma velocidade de, também, 50m/s. Podemos perceber que ela teve uma variação de 100m/s, isso é fácil notar pois a velocidade dela teve que se inverter, podemos imaginar da seguinte maneira:

Ela vinha com uma velocidade de -50m/s e retorna com uma velocidade de 50m/s, portanto o ΔV=V-V0=50-(-50)=100m/s.

$a=\frac{\Delta V}{\Delta t}=\frac{100}{0,006}=16.666m/s^2.$

Para calcularmos a força, vamos usar a equação de Newton:$F=m.a\\F=0,06*16,666=1000N$

Outra forma que podemos fazer para calcular é utilizando o momento:

$Q_{1} =m.v_{1} =0,06*-50=-3kg.m/s\\Q_{2} =m.v_{2}=0,06*50=3kg.m/s$

$\Delta Q= Q_{2}-Q_{1} =3-(-3)=6kg.m/s$

$F.\Delta t= \Delta Q\\F.0,006=6\\F=\frac{6}{0,006} \\F=1000N$