(UFSCar-2001) Uma bola de tênis de massa 60g adquire, num saque, velocidade inicial de 30m/s. Admita que, ao ser atingida pela raquete, a bola este...

a) O trabalho realizado pela raquete sobre a bola é igual à variação da energia cinética da bola. Como a bola estava em repouso antes do saque, sua energia cinética inicial é zero. Portanto, o trabalho realizado pela raquete é igual à energia cinética final da bola: Energia cinética final = (1/2) * m * v² Onde m é a massa da bola e v é a velocidade final da bola. Substituindo os valores, temos: Energia cinética final = (1/2) * 0,06 * 900 Energia cinética final = 27 J Portanto, o trabalho realizado pela raquete sobre a bola é de 27 J. O módulo do impulso exercido pela raquete sobre a bola é igual à variação da quantidade de movimento da bola. Como a bola estava em repouso antes do saque, sua quantidade de movimento inicial é zero. Portanto, o impulso exercido pela raquete é igual à quantidade de movimento final da bola: Quantidade de movimento final = m * v Onde m é a massa da bola e v é a velocidade final da bola. Substituindo os valores, temos: Quantidade de movimento final = 0,06 * 30 Quantidade de movimento final = 1,8 kg.m/s Portanto, o módulo do impulso exercido pela raquete sobre a bola é de 1,8 kg.m/s. b) A razão entre o módulo da força média F exercida pela raquete sobre a bola durante o intervalo de tempo de 0,10 s e o módulo do peso P da bola é igual à razão entre o módulo do impulso exercido pela raquete sobre a bola e a variação da quantidade de movimento da bola durante esse intervalo de tempo: F/P = (Impulso)/(Variação da quantidade de movimento) A variação da quantidade de movimento da bola é igual à quantidade de movimento final da bola, que já foi calculada no item a). A quantidade de movimento inicial da bola é zero, pois ela estava em repouso antes do saque. Portanto: Variação da quantidade de movimento = Quantidade de movimento final Variação da quantidade de movimento = 1,8 kg.m/s A força média exercida pela raquete sobre a bola durante o intervalo de tempo de 0,10 s é igual à variação do momento linear da bola dividida pelo intervalo de tempo: F = Δp/Δt Substituindo os valores, temos: F = 1,8 / 0,1 F = 18 N Portanto, a razão entre o módulo da força média F exercida pela raquete sobre a bola durante o intervalo de tempo de 0,10 s e o módulo do peso P da bola é: F/P = 18 / (0,06 * 10) F/P = 30