Na recriação do jogo da peteca, um aluno golpeia a peteca verticalmente para que ela atinja altura máxima h =…

Questão

Na recriação do jogo da peteca, um aluno golpeia a peteca verticalmente para que ela atinja altura máxima h = 2,0 m acima do ponto de impacto. A peteca tem massa m = 15 g. Considere g = 10 m/s². Calcule: (a) a velocidade inicial v0 necessária (m/s); (b) a energia cinética inicial (J); (c) o impulso J recebido se o contato com a mão durou ?t = 0,02 s e a peteca saiu do repouso (força média em N e direção). Use F = m·a, v0 = sqrt(2 g h), E = 1/2 m v0², J = m v0.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Dados: m = 15 g = 0,015 kg; h = 2,0 m; g = 10 m/s²; ?t = 0,02 s. (a) v0 = sqrt(2 g h) = sqrt(2·10·2,0) = sqrt(40) = 6,32 m/s (para cima). (b) E = 1/2 m v0² = 0,5·0,015·(6,32)² ˜ 0,5·0,015·40 = 0,30 J. (c) Impulso J = m·v0 = 0,015·6,32 ˜ 9,49×10?² kg·m/s upward. Força média F_avg = J/?t = 0,0949/0,02 ˜ 4,75 N upward. (F = m·a aplicável; direção para cima ao lançar.)

Explicação

Os cálculos realizados utilizam as fórmulas da física para determinar a velocidade inicial necessária para alcançar a altura máxima, a energia cinética associada a essa velocidade e o impulso gerado durante o contato com a mão. A conversão de unidades de massa e a aplicação da gravidade são essenciais para garantir a precisão dos resultados. Além disso, a direção do impulso e da força média é coerente com o movimento da peteca ao ser lançada para cima.

Raio-X da questão

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