A segunda lei de Newton afirma que a força resultante que atua sobre uma partícula é igual a variação do momento linear (Delta hat (p)) com o tempo . Considere uma esfera de plástico de 100 ,0g cai, a partir do repouso, de uma altura de 2,0m . Após colidir com uma superficie plana, a esfera atinge a altura máxima de 1,0m . O tempo de contato da bola com a superficie durante a colisão é de 1,0cdot 10-2s''gt 1,0cdot 10-2s1,0cdot 10-2s Despreze o efeito do ar. Durante essa interação a força média que a superficie aplicou sobre a bola foi de aproximadam ente: (-106,9J^wedge )N^wedge gt (-106,9J^wedge (-106,9J^wedge )N (106,9J^wedge )N''gt (1 (106,9J^wedge )N (119,2J^wedge )N''gt (119,2J^wedge )N (-119,2J^wedge )N''gt (-119, (169,0J^wedge )N''gt (169,0J^wedge )N

Para resolver essa questão, podemos utilizar a segunda lei de Newton, que relaciona a força resultante com a variação do momento linear.<br /><br />Primeiro, vamos calcular a velocidade da esfera antes e depois da colisão. Utilizando a fórmula da conservação de energia mecânica, podemos determinar a velocidade inicial e final da esfera.<br /><br />Antes da colisão, a energia potencial gravitacional da esfera é convertida em energia cinética. Portanto, podemos escrever:<br /><br />$mgh = \frac{1}{2}mv^2$<br /><br />Onde:<br />m = massa da esfera (100 g = 0,1 kg)<br />g = aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²)<br />h = altura inicial (2,0 m)<br />v = velocidade inicial<br /><br />Após a colisão, a energia cinética da esfera é convertida novamente em energia potencial gravitacional. Portanto, podemos escrever:<br /><br />$\frac{1}{2}mv^2 = mgh'$<br /><br />Onde:<br />h' = altura final (1,0 m)<br /><br />Agora, podemos calcular a variação do momento linear:<br /><br />$\Delta \hat{p} = m(v - v')$<br /><br />Onde:<br />v' = velocidade final<br /><br />Para encontrar a força média aplicada pela superfície sobre a bola, podemos utilizar a segunda lei de Newton:<br /><br />$F = \frac{\Delta \hat{p}}{\Delta t}$<br /><br />Onde:<br />F = força média<br />$\Delta t$ = tempo de contato (1,0 x 10⁻² s)<br /><br />Substituindo os valores, podemos calcular a força média aplicada pela superfície sobre a bola.<br /><br />Portanto, a resposta correta é:<br /><br />$(-106,9J^{\wedge })N^{\wedge }\gt (-106,9J^{\wedge })N$