Exercício resolvido: Impulso e Quantidade de movimento

Exercício de física resolvido. Questão que exige conhecimentos de mecânica: impulso e quantidade de movimento.

(Impulso e quantidade de movimento) Uma bola de tênis, de massa m=200g e velocidade v1=10 m/s, é rebatida por um jogador, adquirindo uma velocidade v2 de mesmo valor e direção que v1, mas de sentido contrário.

a) Qual foi a variação da quantidade de movimento da bola?

b) Supondo que o tempo de contato da bola com a raquete foi de 0,01 s, qual o valor da força que a raquete exerceu sobre a bola (admitindo que esta força seja constante)?



Resolução

a) Para iniciar a resolução é necessário lembrar que no SI utilizamos o Kg, então a massa do corpo será m = 0,2 kg.

O valor de sua quantidade de movimento no instante em que a bola atinge a raquete é:

Q1 = m.v1
Q1 = 0,2 . 10
Q1 = 2kg.m/s

No instante em que ela abandona a raquete, sua quantidade de movimento vale:

Q2 = m.v2
Q2 = 0,2.10
Q2 = 2kg.m/s

Lembrando que Q1 e Q2 são vetores, eles têm a mesma direção e sentidos opostos. Adotando o sentido de ida da bola como sendo negativo e o sentido contrário como positivo, podemos afirmar que a quantidade de movimento da bola variou de -2kg.m/s para +2kg.m/s, logo a variação da quantidade de movimento é dada por:

ΔQ = Q2 – Q1
ΔQ = 2 – (-2)
ΔQ = 2 + 2
ΔQ = 4kg.m/s

b) O impulso I =F. Δt que a raquete exerceu na bola é igual a variação da quantidade de movimento.

F. Δt = ΔQ
F.0,01 = 4
F = 4 / 0,01
F = 400N
F = 4. 102 N

respostas: a) ΔQ = 4kg.m/s ; b) F = 4. 102 N


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