Question

como é possível, em um jogo de tênis a bola chegar a ter velocidade de 180 km/h, conforme indicam os medidores de velocidade utilizados no momento do saque do tenista em competições? é possível que o jogador seja tão rápido assim com os braços?"

Answer 1

Não é uma questão da velocidade dos braços do jogador. A explicação disso recorre a 2ª Lei de Newton, em que a força imprimida a um corpo resulta em uma aceleração e a massa deste corpo representa a resistência dele a variação de velocidade.

Veja bem, a massa de uma bolinha não chega nem a  1kg, dessa forma, sua resistência a uma força é muito baixa. O que significa que uma força muito pequena já consegue causar uma aceleração nela.

Para entender melhor, imagine que a bolinha pesa 500g (0,5kg) e que eu aplique uma força de 20N nela, podemos calcular aceleração que ela ganha, da seguinte maneira:

Força = Massa * Aceleração
20 = 0,5 * A
20 / 0,5 = A 
40 m/s² 

Agora imagine imagine que eu aplique esta mesma força em um carro de 1000kg:

20 = 1000 * a
20/1000 = a
0,02 m/s²

Este valor nem sequer alteraria seu estado de movimento!

Então, a velocidade que a bolinha ganha é um resultado da força que o atleta aplica durante cada raquetada na mesma.