Forza media trasmessa dalla parete?

Question

Ragazzi in questo esercizio devo calcolare la forza media trasmessa dalla parete a una palla, ma non so come farlo: potreste spiegarmi il procedimento e le formule da usare? David lancia orizzontalmente una palla di 200g con velocità di 20,0 m/s contro una parete fissa verticale. La palla urta contro la parete e rimbalza indietro con velocità di modulo 15,0 m/s. Se la durata del contatto è stata di 40,0 ms, qual è la forza media trasmessa dalla parete alla palla? L'urto fra palla e parete può dirsi elastico?

Fulvio Sbranchella · Accepted Answer

Ciao Jumpy, calcoliamo la forza media. Prima di tutto, l'urto non è elastico perchè l'energia cinetica non si conserva. Infatti l'energia cinetica è in generale K = (1/2)mv2 e dai dati si vede subito che prima dell'urto e dopo l'urto, immaginando che la massa della palla resti uguale, abbiamo velocità diverse. Per trovare la forza media impressa, consideriamo l'impulso che è dato da I = FΔt da cui F = I/Δt dove F è la forza applicata dalla palla sulla parete, Δt è la durata del contatto. Ora osserviamo che l'impulso è pari alla variazione di quantità di moto: I = FΔt = m a Δt = m (Δv/Δt) Δt = m Δv = Δp dove Δp è la variazione di quantità di moto della palla prima dell'urto e dopo l'urto. Questa si calcola come Δp = mfvf-mivi = (0,2 kg)*(20 m/s-(-15 m/s)) = 7 [m*Kg/s] occhio che al segno della velocità, l'impulso è vettoriale Quindi non ci resta che dividere l'impulso per la durata del contatto Δt. Occhio che dobbiamo convertire il Δt da millisecondi a secondi: Δt = 40 ms = 40*10-3 = 4*10-2 = 0.04 s F = I/Δt = 7 (m*Kg/s)  /  0.04 (s) = 175 (N) Namasté-Agente Ω