Gabarito disponível
Durante uma partida de vôlei, um atleta realiza um saque suspendendo uma bola (de massa m=0,2 Kg) a uma altura de 2 m do solo e a golpeando, de forma que a bola descreva uma trajetória oblíqua. Após o saque, a bola toca o solo a 30 m do local de lançamento. Sabendo que a bola leva 0,9 s para alcançar o ponto mais alto de sua trajetória e o tempo de contato da mão do atleta com a bola é de 0,01 s, qual foi o módulo da força média aplicada sobre a bola? (considere a aceleração da gravidade g=10 m/s² e despreze a força de resistência do ar).
Resolução comentada
Pelo impulso, F·Δt = m·v0, com v0 ≈ 17,5 m/s, resulta F ≈ 350 N.
Em 0,9 s a bola sobe com vy = 9 m/s, chegando a 6,05 m de altura. A descida dura 1,1 s e o tempo total de voo é 2 s, logo vx = 30/2 = 15 m/s. Assim v0 = √(15² + 9²) ≈ 17,5 m/s e F = 0,2·17,5/0,01 ≈ 350 N.
Análise das alternativas
As demais (75, 100, 150 e 425 N) não resultam desse cálculo; vêm de erros no tempo de voo ou de componentes da velocidade.
Referência: Impulso e quantidade de movimento; lançamento oblíquo
Resolução comentada do VaiConcursos.