UEL 2019 — questão 7 de Física

Gabarito BDinâmica — teorema do impulso no chute de bola paradaVestibular 2019 · 1ª fase · Conhecimentos Gerais · Prova 1

Enunciado da questão 7 de Física do UEL 2019 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Leia o texto a seguir.

Arma ofensiva e poderosa, os chutes de bola parada foram um verdadeiro desafio defensivo na Copa da Rússia em 2018. De fato, todos os gols sofridos pelas seleções africanas na primeira fase vieram com bola parada: um no Egito e no Marrocos, dois na Nigéria e na Tunísia.

Adaptado de lance.com.br

Geralmente o chute de “bola parada” surpreende o adversário pela sua trajetória descrita e pela velocidade que a bola atinge. Considerando que uma bola de futebol tem massa de 400 g e, hipoteticamente, durante o seu movimento, a resistência do ar seja desprezível, é correto afirmar que a bola atinge

a) 15 m/s devido à aplicação de um impulso resultante de $0{,}12 \times 10^{2}$ N/s.

b) 40 m/s quando o jogador aplica uma força de $1{,}6 \times 10^{2}$ N durante um intervalo de tempo de 0,1 s.

c) 60 m/s quando uma força de $1{,}2 \times 10^{2}$ N é aplicada durante um intervalo de tempo de 0,1 s.

d) 90 km/h devido à aplicação de um impulso de $0{,}12 \times 10^{2}$ N/s.

e) 108 km/h quando o jogador aplica uma força de $1{,}6 \times 10^{2}$ N durante um intervalo de tempo de 0,1 s.

(Enunciado: Vestibular UEL 2019, 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: qual par “velocidade × impulso (ou força e tempo)” é coerente para uma bola de 400 g que parte do repouso.

Passo 1 — o teorema do impulso. O impulso da força resultante é igual à variação da quantidade de movimento. Como a bola está parada antes do chute:

$I = F\,\Delta t = m\,v - 0$

$v = \frac{I}{m},\quad m = 0{,}4\ \text{kg}$

Passo 2 — testar cada alternativa.

• (A) e (D): $I = 0{,}12 \times 10^2 = 12\ \text{N}\cdot\text{s}$ → $v = 12/0{,}4 = 30\ \text{m/s} = 108\ \text{km/h}$ . Nem 15 m/s, nem 90 km/h.

• (B): $I = 160 \times 0{,}1 = 16\ \text{N}\cdot\text{s}$ → $v = 16/0{,}4 = 40\ \text{m/s}$ . Confere.

• (C): $I = 120 \times 0{,}1 = 12\ \text{N}\cdot\text{s}$ → $v = 30\ \text{m/s}$ , não 60.

• (E): mesma força e tempo da (B) → $v = 40\ \text{m/s} = 144\ \text{km/h}$ , não 108.

Um detalhe do caderno: nas alternativas A e D o impulso aparece em “N/s”. A unidade certa de impulso é N·s (newton vezes segundo), porque I = F·Δt. Leia como N·s; não muda a conta.

⚠️ A armadilha: achar 30 m/s = 108 km/h com o impulso de 12 N·s e marcar a (E), que tem 108 km/h. Só que a (E) usa a força de 160 N por 0,1 s, que dá 16 N·s e 144 km/h. Confira sempre o número e a causa que a alternativa dá para ele.

A ideia em uma frase: partindo do repouso, a velocidade final é o impulso dividido pela massa: v = F·Δt/m.

Resposta: alternativa B (40 m/s com 160 N durante 0,1 s).

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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UEL 2019 — questão 7 de Física

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