Uma bola, inicialmente parada, é arremessada e sai com velocidade de 20 m/s imediatamente após ser chutada jogador. A massa da bola é 0,9 kg e o tempo de contato entre o pé do jogador e a bola é 0,5 s. A força média que o pé do jogador aplica sobre a bola corresponde a quantos?

Alternativa A

Para resolver esta questão, utilizamos o Teorema do Impulso, que estabelece que o impulso aplicado a um corpo é igual à variação da sua quantidade de movimento.

A fórmula fundamental para este cálculo é:

Onde:

• F_{média} é a força média aplicada;
• \Delta t é o intervalo de tempo de contato;
• m é a massa do objeto;
• \Delta v é a variação da velocidade.

Dados fornecidos:

• Massa (m) = $0,9 \text{ kg}$
• Velocidade inicial (v_i) = $0 \text{ m/s}$ (bola parada)
• Velocidade final (v_f) = $20 \text{ m/s}$
• Tempo (\Delta t) = $0,5 \text{ s}$

Análise dos Cálculos

1. Calcular a variação da velocidade (\Delta v):
   \Delta v = v_f - v_i = 20 - 0 = 20 \text{ m/s}
2. Aplicar o Teorema do Impulso na equação:
   Substituímos os valores conhecidos na fórmula principal:
   F_{média} \cdot 0,5 = 0,9 \cdot 20
3. Resolver a equação para encontrar a Força (F_{média}):
   Primeiro calculamos o lado direito (variação da quantidade de movimento):
   0,9 \cdot 20 = 18 \text{ kg}\cdot\text{m/s}

Agora isolamos a força dividindo pelo tempo:
F_{média} = \frac{18}{0,5}
F_{média} = 36 \text{ N}

Portanto, a força média exercida pelo pé do jogador é de 36 Newtons.

Alternativa A.