PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 10 da UNICAMP 2016

1ª fase · Física: Impulso e quantidade de movimento

Beisebol é um esporte que envolve o arremesso, com a mão, de uma bola de 140\text{ g} de massa na direção de outro jogador que irá rebatê-la com um taco sólido. Considere que, em um arremesso, o módulo da velocidade da bola chegou a 162\text{ km/h}, imediatamente após deixar a mão do arremessador. Sabendo que o tempo de contato entre a bola e a mão do jogador foi de 0{,}07\text{ s}, o módulo da força média aplicada na bola foi de

  1. A
    324{,}0\text{ N}.
  2. B
    90{,}0\text{ N}.
  3. C
    6{,}3\text{ N}.
  4. D
    11{,}3\text{ N}.
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Resolução comentada

Use o teorema do impulso: o impulso da força média é igual à variação da quantidade de movimento da bola, F_m\,\Delta t = m\,\Delta v.

Como as grandezas estão em unidades diferentes, converta primeiro para o SI:

  1. Massa: 140\ \text{g} = 0{,}14\ \text{kg}.
  2. Velocidade: 162\ \text{km/h} \div 3{,}6 = 45\ \text{m/s}.
  3. A bola parte do repouso na mão do arremessador, então \Delta v = 45\ \text{m/s}.

Agora isole a força média:

F_m = \frac{m\,\Delta v}{\Delta t} = \frac{0{,}14 \cdot 45}{0{,}07} = \frac{6{,}3}{0{,}07} = 90\ \text{N}

O valor 6{,}3 é o impulso (em \text{N·s}), e é preciso dividi-lo pelo tempo de contato para obter a força.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa A engana quem não converte km/h para m/s; a C engana quem para no impulso, sem dividir por \Delta t.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ausa 162 km/h sem converter para m/s, obtendo 0{,}14\cdot162/0{,}07=324 N.
  • Ccalcula só o impulso m\Delta v=6{,}3 e esquece de dividir pelo tempo.
  • Dnão corresponde ao cálculo; resulta de conversão ou operação errada (por exemplo, dividir a velocidade por outro fator).

Assunto: Impulso e quantidade de movimento.

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Ver como caiu na prova Questão 10 no caderno Q da UNICAMP 2016

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2016. Prova oficial ↗