Question

(UEL 2019) Geralmente o chute de "bola parada" surpreende o adversário pela sua trajetória descrita e pela velocidade que a bola atinge. Considerando que uma bola de futebol tem massa de 400 g e, hipoteticamente, durante o seu movimento, a resistência do ar seja desprezível, é correto afirmar que a bola atinge


a) 15 m/s devido à aplicação de um impulso resultante de 0,12 x 10² N/s.


b) 40 m/s quando o jogador aplica uma força de 1,6 x 10² N durante um intervalo de tempo de 0,1 s.


c) 60 m/s quando uma força de 1,2 x 10² N é aplicada durante um intervalo de tempo de 0,1 s.


d) 90 km/h devido à aplicação de um impulso de 0,12 x 10² N/s.


e) 108 km/h quando o jogador aplica uma força de 1,6 x 10² N durante um intervalo de tempo de 0,1 s.

Resolução com contas e fórmulas por favor.

Answer 1

b) 40 m/s quando o jogador aplica uma força de 1,6 x 10² N durante um intervalo de tempo de 0,1 s.

O impulso de uma força pode ser calculado pelo produto da intensidade da força aplicada pelo intervalo de tempo em que ela é aplicada -

I = F.Δt

O impulso de uma força equivale à variação da quantidade de movimento que ele provoca no corpo.

I = ΔQ

A quantidade de movimento é uma grandeza vetorial que resulta da multiplicação da massa de um corpo pela sua velocidade. Sua direção e sentido são as mesmas do vetor velocidade do corpo.  

Q = m·V

Assim,

Sendo a força aplicada de 1,6. 10²N durante 0,1 segundo, o impulso será -

I = 1,6. 10². 0,1

I = 16 N.s

Calculando a variação da quantidade de movimento causada por esse impulso-

I = ΔQ

I = Qf - 0

16 = m. V

16 = 0,400. V

V = 40 m/s