Em uma competição de tênis, a raquete do jogador é atingida por uma bola de massa 60 g, com velocidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma competição de tênis, a raquete do jogador é atingida por uma bola de massa 60 g, com velocidade horizontal de 40 m/s. A bola é rebatida na mesma direção e sentido contrário com velocidade de 30 m/s. Se o tempo de contato da bola com a raquete é de 0,01 s, a intensidade da força aplicada pela raquete à bola é (Mackenzie 2013)
- A) 60 N
- B) 120 N
- C) 240 N
- D) 420 N
- E) 640 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Converta a massa para quilogramas: 60 g = 0,06 kg. Adote como positivo o sentido inicial da bola (sentido da velocidade de 40 m/s). Assim, a velocidade inicial é +40 m/s e a final, por ser contrária, é -30 m/s.
- Use o teorema do impulso: a força média é igual à variação da quantidade de movimento dividida pelo tempo de contato, F = m(v - v0)/Δt.
- Calcule a variação da velocidade: v - v0 = -30 - 40 = -70 m/s. Então a variação da quantidade de movimento é 0,06 x (-70) = -4,2 kg.m/s.
- Divida pelo tempo de contato: F = -4,2 / 0,01 = -420 N. O sinal negativo indica que a força tem sentido contrário ao movimento inicial da bola. A intensidade é 420 N, alternativa D.
- Por que as outras estão erradas: A) 60 N resulta de subtrair as velocidades sem considerar o sentido contrário; B) 120 N vem de um erro de cálculo na variação da velocidade; C) 240 N considera apenas a quantidade de movimento inicial, ignorando a volta da bola; E) 640 N vem de um erro numérico na multiplicação e divisão dos valores.
💡 Dica: Calcule a variação do momento linear e use a definição de força média.
Alternativa por alternativa
Subtraiu as velocidades em módulo (40 - 30 = 10 m/s), ignorando que a bola volta no sentido oposto, e então calculou 0,06 x 10 / 0,01.
Errou a variação da velocidade ou o valor do tempo de contato no cálculo do impulso, chegando a um valor de força que não corresponde a 0,06 x 70 / 0,01.
Considerou apenas a quantidade de movimento inicial da bola (0,06 x 40 / 0,01), esquecendo que a bola é rebatida e que o impulso depende da variação da quantidade de movimento.
É a resposta que o enunciado sustenta.
Errou a multiplicação ou a divisão dos valores numéricos na fórmula da força média, por exemplo tratando a massa ou o tempo com valores incorretos.
Raio-X da questão
força média e impulso
avaliacao
momento linear · impulso
estude impulso e variação do momento linear
Confundir a direção da velocidade ou esquecer de considerar o sentido contrário na variação do momento linear.
pensamento_critico
cotidiano
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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