Question

Um tenista rebate uma bola de tênis de massa 6,0 × 10⁻² kg que lhe foi arremessada pelo seu adversário. A bola atinge a sua raquete horizontalmente, com uma velocidade de 70 m/s. Ao ser rebatida, a bola retorna também horizontalmente, porém em sentido contrário, com uma velocidade de 50 m/s. Sabendo que, durante o processo de rebatida, a bola permaneceu em contato com a raquete por um tempo aproximadamente igual a 6,0 × 10⁻³ s a intensidade da força média exercida pela raquete do rebatedor sobre a bola é *

Answer 1

O tenista exerceu uma força de 1,2kN sobre a bola durante esse movimento.

Podemos começar calculando a aceleração sofrida pela bola. Se ela mudou de direção, então primeiro sua velocidade foi anulada, para depois ela sair da raquete com 50 m/s de velocidade.

Com isso em mente, teremos:

$a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{50 - (-70)}{6*10^{-3}} = \frac{120}{6*10^{-3}} = 2*10^4 m/s^2$

Agora, aplicando a primeira Lei de Newton podemos achar a força que a raquete exerceu sobre a bola nesse lance:

$F = ma = 6*10^{-2}*2*10^4 = 12*10^2 = 1,2*10^3 N = 1,2 kN$

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