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Questão
5
Correta Questão com problema?
A segunda lei de Newton afirma que a força resultante que atua sobre uma
partícula é igual a variação do momento linear
com o tempo. Considere uma esfera de plástico de 100,0g cai, a partir do
repouso, de uma altura de 2,0m. Após colidir com uma superfície plana, a esfera
atinge a altura máxima de 1,0m. O tempo de contato da bola com a superfície
durante a colisão é de
. Despreze o efeito do ar.
Durante essa interação a força média que a superfície aplicou sobre a bola foi de
aproximadamente:
Sua resposta Correta
1,0⋅10−2s">
1, 0 ⋅ 10−2𝑠
1, 0
s
(106,9ȷ^)N">
�106, 9�̂� �𝑁
(
Pontuação 10/10
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Comentário
Sabemos que
(equação 1). Precisamos então descobrir a velocidade inicial e final.
Observe que essas velocidades devem ser: velocidade inicial =
imediatamente antes da colisão; velocidade final = imediatamente depois
da colisão. Assim temos (usando Torricelli):
Como a velocidade inicial é orientada para baixo, então:
De forma análoga, a esfera possui uma velocidade após a colisão e sobe 1m
para atingir a altura máxima. Então, temos:
FR→=Δp→Δt⇒FR→=m⋅(v→f−v→i)Δt">
�⎯�
𝐹𝑅 =
Δ→𝑝
Δ𝑡 ⇒
�⎯�
𝐹𝑅 =
𝑚⋅ (→𝑣𝑓 −
→𝑣𝑖)
Δ𝑡
= ⇒ =
|v→i|=2⋅g⋅Δs=2⋅9,8⋅2,0≈6,26m/s">
�→𝑣𝑖� = �2 ⋅ 𝑔 ⋅ Δ𝑠 = √2 ⋅ 9, 8 ⋅ 2, 0 ≈ 6, 26𝑚 / 𝑠
| |
≈ 6, 26m/s
v→i=−6,26ȷ^ m/s">
→𝑣𝑖 = − 6, 26�̂�𝑚 / 𝑠
6, 6
m/s
|v→f|=(0)2−(2⋅g⋅Δs)=(0)2−(2⋅9,8⋅1,0)≈4,43m/s">|