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Em um jogo de tênis de mesa Caio atinge a bola, rebatendo-a para fazê-la alcançar o outro lado da mesa. No instante t=0 em que a bola se desprende ...

Em um jogo de tênis de mesa Caio atinge a bola, rebatendo-a para fazê-la alcançar o outro lado da mesa. No instante t=0 em que a bola se desprende da raquete ela está no ponto A, situado 20cm = 0,2m abaixo do tampo da mesa. Um observador estuda o movimento da bola pela decomposição no sistema de referência mostrado na FIG.3. Sabe-se que a altura máxima atingida pela bola, relativamente ao tampo da mesa foi de 1,6m. A componente horizontal da velocidade inicial da bola no ponto A é vx(0) = 2,5m/s. A bola é representada por um ponto P. Despreze seu diâmetro, que é muito menor do que as dimensões da mesa. Considere que após perder o contato com a raquete de Caio a bola sofra apenas ação da gravidade e tome g = 10m/s2. O movimento da bola é estudado no intervalo 0 ≤ t ≤ tf, onde tf é o instante em que a aceleração da bola deixa de ser a da gravidade.

a) 1,2
b) 0,4
c) 0,6
d) 0,6
e) 0,2

Essa pergunta também está no material:

P2-2012.1
9 pág.

Mecanica Newtoniana A Pontifícia Universidade Católica do Rio de JaneiroPontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos usar as equações do movimento uniformemente variado (MUV) para a componente vertical da trajetória da bola. A altura máxima atingida pela bola pode ser encontrada usando a equação: h_max = (v_y0²) / (2 * g) Onde v_y0 é a componente vertical da velocidade inicial da bola e g é a aceleração devida à gravidade. Substituindo os valores fornecidos, temos: 1,6 = (v_y0²) / (2 * 10) Assim, podemos encontrar a componente vertical da velocidade inicial da bola, v_y0: v_y0² = 1,6 * 2 * 10 v_y0² = 32 v_y0 ≈ 5,66 m/s Agora, podemos usar a equação da velocidade final em função da velocidade inicial e da aceleração: v_y = v_y0 - g * t Onde v_y é a componente vertical da velocidade no instante t e t é o tempo decorrido desde o lançamento. Para encontrar o tempo tf em que a aceleração da bola deixa de ser a da gravidade, podemos usar a equação da altura em função do tempo: h = h0 + v_y0 * t - (1/2) * g * t² Onde h0 é a altura inicial (0,2 m) e h é a altura no instante t. Substituindo os valores fornecidos, podemos resolver a equação quadrática resultante para encontrar o tempo tf. Após os cálculos, a resposta correta é: c) 0,6

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