Question

Alguém me ajuda?
Uma bola de tênis de massa 50g move-de com velocidade de 72km/h e atinge uma raquete, retornando na mesma direção com o mesmo valor de velocidade. Suponha que a força exercida pela raquete sobre a bola varie com o tempo conforme o gráfico. Qual o valor máximo da força Fm, em newtons?

gab: 40N

Answer 1

Passando de Km/h para m/s ⇔
72 Km/h / 3,6 = 20 m/s...

Quantidade de movimento (Q) = massa  (m) * velocidade 

Impulso (I) = Força (F) * tempo (t)
Impulso (I) = Variação de Q (ΔQ)

ΔQ = Q. final - Q. inicial
ΔQ = m * vf - m * vi 

A massa da bolinha é 50 gramas ⇒ 0,05 Kg...
A velocidade inicial (20 m/s) (de ida) é igual à final (de volta). Sendo a velocidade de ida "negativa" e a de volta "positiva" (pois têm sentidos contrários), temos: 

ΔQ = 0,05 * 20 - (0,05 * -20)
ΔQ =  1 - (- 1)
ΔQ = 2 Kg * m/s ⇒ esta é a variação da quantidade de movimento !

Sendo impulso = F * t e impulso = ΔQ, logo : 

F * t = ΔQ
Pelo gráfico, o tempo em que atua a força média (Fm) é de 0,05 s... sendo ΔQ = 2 Kg * m/s e F ⇒ Fm, então :
Fm * 0,05 = 2
Fm = 2 / 0,05 

Fm = 40 Newtons ⇒ Esta é a força média !