UEL 2011 — questão 42 de Física
Enunciado em texto
“Top Spin” é uma das jogadas do tênis na qual o tenista, usando a raquete, aplica à bola um movimento de rotação (que ocorre em torno do seu próprio eixo) sobreposto ao movimento de translação, conforme esquematizado na figura 11 a seguir:
[Figura 11: quadra de tênis com a rede à esquerda. À direita, junto ao chão, uma raquete acaba de bater na bola, com as legendas “bola”, “raquete” e “rotação” (uma seta curva em volta da bola indica que ela gira). Uma linha tracejada curva, com a legenda “translação”, sai da bola, sobe, passa por cima da rede e termina numa seta apontando para baixo e para a esquerda, do outro lado da rede.]
Figura 11: Representação da jogada top spin
Com base nos conhecimentos de mecânica, e considerando a representação da figura, é correto afirmar que
a) a trajetória do centro de massa da bola pode ser descrita por uma espiral, devido à composição dos movimentos de translação e de rotação.
b) a bola alcançará uma distância maior devido ao seu movimento de rotação.
c) a força que a raquete aplica à bola é a mesma que a bola aplica à raquete, porém em sentido contrário.
d) a energia cinética adquirida no movimento ascendente da bola é transformada em energia potencial no movimento descendente.
e) o torque aplicado à bola pela raquete resulta no seu movimento de translação.
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2011, 1ª fase — COPS/UEL.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Londrina (UEL) e à sua Coordenadoria de Processos Seletivos (COPS/UEL).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre a mecânica da batida e do voo da bola.
Passo 1 — a batida (terceira lei de Newton). Raquete e bola interagem: a raquete empurra a bola e a bola empurra a raquete. Pela lei da ação e reação, essas duas forças têm a mesma intensidade, a mesma direção e sentidos opostos, e agem em corpos diferentes. É exatamente o que diz a alternativa C.
Por que não as outras:
• (A) O centro de massa não gira em espiral. Ele segue a trajetória dada pela força resultante (peso, resistência do ar, efeito da rotação): uma curva aproximadamente parabólica. Quem descreve curvas “enroladas” são os pontos da superfície da bola, que giram em torno do centro.
• (B) É o contrário. No top spin, a bola gira “para a frente” e o ar empurra a bola para baixo (efeito Magnus). Ela cai antes. É por isso que o tenista usa essa batida: pode bater forte e a bola ainda cai dentro da quadra.
• (D) Está invertida. Na subida, a energia cinética vira potencial; na descida, a potencial volta a ser cinética.
• (E) Torque muda a rotação, não a translação. O que acelera o centro de massa é a força resultante da raquete sobre a bola.
⚠️ A armadilha: a (B). Parece intuitivo que “dar efeito” faz a bola ir mais longe, mas o top spin serve justamente para encurtar o voo e deixar a bola descer mais rápido.
A ideia em uma frase: ação e reação são sempre iguais e opostas; força muda a translação, torque muda a rotação.
Resposta: alternativa C (ação e reação: forças de mesma intensidade e sentidos opostos).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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