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Física

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Uma bola de futebol de massa igual a 0,420 kg possui velocidade inicial de 2,0 m/s. Um jogador dá um chute na bola, exercendo uma força constante de módulo igual a 40,0 N na mesma direção e no mesmo sentido do movimento da bola. Até que distância seu pé deve estar em contato com a bola para que a velocidade da bola aumente para 6,0 m/s?

Ad = 16,8 cm Bd = 33,6 cm Cd = 47,4 cm D d = 54,2 cm


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Jean Duarte

há 3 meses

Respostas

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há 3 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a segunda lei de Newton e a equação do movimento uniformemente acelerado. 1. Calcular a aceleração da bola: A força \( F \) é dada como 40,0 N e a massa \( m \) da bola é 0,420 kg. Usando a segunda lei de Newton: \[ F = m \cdot a \implies a = \frac{F}{m} = \frac{40,0 \, \text{N}}{0,420 \, \text{kg}} \approx 95,24 \, \text{m/s}^2 \] 2. Calcular a variação da velocidade: A velocidade inicial \( v_i \) é 2,0 m/s e a velocidade final \( v_f \) é 6,0 m/s. A variação da velocidade \( \Delta v \) é: \[ \Delta v = v_f - v_i = 6,0 \, \text{m/s} - 2,0 \, \text{m/s} = 4,0 \, \text{m/s} \] 3. Usar a equação do movimento: A equação que relaciona a variação da velocidade, a aceleração e a distância \( d \) é: \[ v_f^2 = v_i^2 + 2a d \] Substituindo os valores: \[ (6,0)^2 = (2,0)^2 + 2 \cdot 95,24 \cdot d \] \[ 36 = 4 + 190,48d \] \[ 32 = 190,48d \] \[ d = \frac{32}{190,48} \approx 0,168 \, \text{m} \text{ ou } 16,8 \, \text{cm} \] Portanto, a distância que o pé deve estar em contato com a bola para que a velocidade da bola aumente para 6,0 m/s é 16,8 cm. A alternativa correta é Ad = 16,8 cm.

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