Uma bola de borracha de massa m = 50 gramas é abandonada do repouso, a partir de uma certa altura h

Uma bola de borracha de massa m = 50 gramas é abandonada do repouso, a partir de uma certa altura h. A resistência do ar  não  é desprezível...

Uma bola de borracha de massa m = 50 gramas é abandonada do repouso, a partir de uma certa altura h. A resistência do ar não é desprezível, e o movimento da bola durante 0,6 segundo após o início da queda é registrado por uma câmera de alta resolução.

Considerando o esquema da situação inicial e os gráficos da dependência temporal da altura y e da velocidade vertical vy da bola, responda às questões a seguir.

a) No instante t = 0,2 s, a força resultante que atua sobre a bola tem sentido para cima, sentido para baixo ou tem intensidade nula? Justifique sua resposta.

b) Calcule a energia cinética perdida pela bola entre os instantes imediatamente antes e imediatamente depois do choque com o solo.

c) Calcule o módulo da força média de resistência do ar atuando sobre a bola entre o instante inicial e o instante imediatamente antes de ela atingir o solo pela primeira vez.

Note e adote:

Despreze as dimensões da bola frente à altura inicial.

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s².

QUESTÃO ANTERIOR:

- O laser consiste em uma fonte de luz coerente e monocromática, sendo largamente utilizado em leitores de códigos de barras e também em aplicações na física, na medicina e em outras áreas. Seu princípio de funcionamento é baseado na emissão estimulada de fótons.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) No instante t = 0,2s, o movimento é acelerado e como a bola está descendo (velocidade dirigida para baixo) a aceleração vetorial é dirigida para baixo e, portanto, a força resultante é dirigida para baixo.

b)

1) Leitura do gráfico:

Imediatamente antes da colisão: V1 = –3m/s

Imediatamente após a colisão: V2 = 2m/s

2)

c) Em relação à força média da resistência do ar podemos associar dois conceitos distintos explicitados a seguir:

1) Força média em relação à distância: é a força constante capaz de produzir o mesmo trabalho que a força de resistência do ar.

2) Força média em relação ao tempo: é a força constante capaz de produzir o mesmo impulso que a força de resistência do ar.

c1) Cálculo da força média em relação à distância:

c2) Cálculo da força média em relação ao tempo:

GABARITO:

a) para baixo

b) Ed = 0,125J

c) Módulo da Força média em relação ao tempo: 0,20 N

Módulo da Força média em relação à distância: 0,25 N

PRÓXIMA QUESTÃO:

- Duas esferas de massa m, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga q, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de comprimento L, presos ao teto, e formam o arranjo estático mostrado na figura.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FUVEST 2022 (2ª fase) com Resolução