Uma bola de tênis, de massa 100 g e velocidade \vec{v}_1 = 20 m/s, é rebatida por um dos jogadores, retornando com uma velocidade \vec{v}_2 de mesmo valor e direção de \vec{v}_1, porém de sentido contrário. Supondo que a força média exercida pela raquete sobre a bola foi de 100 N, qual o tempo de contato entre ambas?
Questão
Uma bola de tênis, de massa 100 g e velocidade \vec{v}_1 = 20 m/s, é rebatida por um dos jogadores, retornando com uma velocidade \vec{v}_2 de mesmo valor e direção de \vec{v}_1, porém de sentido contrário. Supondo que a força média exercida pela raquete sobre a bola foi de 100 N, qual o tempo de contato entre ambas?
Alternativas
0,05 s
0,04 s
0,03 s
0,02 s
0,01 s
Explicação
Dados: massa . Velocidade inicial e a final tem mesmo módulo e direção, mas sentido contrário, então .
A variação do momento linear (impulso) é: [ \Delta \vec p = m,(\vec v_2-\vec v_1)=0{,}1,(-20-20)=0{,}1,(-40)=-4,\text{kg·m/s}. ] O módulo do impulso é .
Pelo teorema do impulso: [ |\Delta p| = F_{média},\Delta t \Rightarrow \Delta t = \frac{|\Delta p|}{F_{média}}=\frac{4}{100}=0{,}04,s. ]
Alternativa correta: (b).