Question

Uma bola de beisebol de 150 g é lançada a uma velocidade de 20 m/s. Ela é então, rebatida direto para o lançador a uma velocidade de 40 m/s. A força de interação entre a bola e o taco é mostrada na figura abaixo. Qual força máxima Fmax que o taco exerce sobre a bola e qual é a força média do taco na bola?

Answer 1

Explicação:

Sabemos que a variação da quantidade de movimento é igual ao impulso, logo:

I = ∆p

I = 40*0,15 - (-20)*0,15

I = 0,15*(40 + 20)

I = 9Ns

O impulso pode ser dado:

I = Fmed*t

Fmed = I/t

Fmed = 9/3 10^(-3)

Fmed = 3000N

Sabemos que o impulso é a área abaixo da curva do gráfico da figura, como a figura se trata de um triângulo podemos escrever que:

I = Fmax*3 10^(-3)/2

Fmax = 2I/3 10^(-3) = 6000N

Answer 2

A força máxima e a força média exercida pelo taco de beisebol são respectivamente iguais a 6.000 N e 3.000 N.

Impulso

O impulso é dado pela variação da quantidade de movimento de um corpo:

$I=\Delta Q$

Sendo:

• Q = Produto entre a massa e a velocidade
  

O impulso também pode ser calculado como o produto entre a força média e seu período de duração.

$I=F \cdot \Delta t$

Sendo:

• F = Força
  

• ΔT = período de duração
  

Igualdando às duas equações, temos que a força média é igual a:

$I=I \Rightarrow m. v_f- m.v_i =F \cdot \Delta t\\\\\\F= \dfrac{m. v_f- m.v_i }{\Delta t}$

Dado: vi = -20 m/s; vf = 40 m/s; m = 0,150 kg; ΔT = 3.10^(-3).

$F= \dfrac{0,150~kg~. ~40~\dfrac{m}{s}- 0,150~kg~. ~(-20)~\dfrac{m}{s}}{3.10^{-3}~s}\\\\\\F=3.000~N$

O impulso igual é a área da curva do gráfico, para determinar a força máxima iremos calcular a altura do triângulo:

$I=\dfrac{F_{max}.\Delta t}{2} \Rightarrow F_{max}=\dfrac{2 \cdot I}{\Delta t}\\\\\\ F_{max}= \dfrac{2 \cdot 3.000~N}{3.10^{-3}~s}\Rightarrow F_{max}=6.000~N$

Continue estudando mais sobre o impulso em:

https://brainly.com.br/tarefa/7813388