Question

(OBFEP-MODELO ENEM) Um jogador vai bater um penalti e deve imprimir à bola uma velocidade de módulo 12m/s. A bola tem água em seu interior, de modo que sua massa é de 5,0 kg. O pé do jogador tem massa de 3,0kg e imediatamente após o chute sua velocidade é nula. Considere que apenas o seu pé interagiu com a bola, de modo que o pé e a bola constituam um sistema fisico isolado de forças externas. Para conseguir o evento descrito, o pé deve atingir a bola com velocidade de módulo:
a) 20m/s b) 24 m/s c) 26 m/s d) 28 m/s e) 30 m/s

Answer 1

Quantidade de movimento (Q) = massa (m) * velocidade (v)

Sendo um sistema isolado, há quantidade de movimento. 

Qi = Qf

Sendo o sistema inicial ⇒
O pé (3 kg) a certa velocidade (a ser calculada) e a bola (5 kg) parada (v = 0 m/s);
Sendo o sistema final ⇒
O pé parado (v = 0 m/s) e a bola a 12 m/s...

Então, temos que:
Qi = Qf
3 * vi + 5 * 0 = 3 * 0 + 5 * 12
3 * vi = 5 * 12
3 * vi = 60
vi = 60/3
vi = 20 m/s ⇒ esta é a velocidade inicial que o pé deve ter, logo, alternativa "a)" !