Question

Una pelota de tenis de 60g de masa llega a la raqueta con una velocidad de 20m/s, saliendo de esta tras un golpe a 10 m/s. ¿Cuál es la fuerza producida por el raquetazo si este dura 0,02 s? ¿Cuál es el impulso producido por la raqueta?

Answer 1

Respuesta:

90N, esta respuesta se encuentra en el libro de física "Nueva edición física Santillana 10" En el libro también se encuentra el problema que detallas, por lo que la primer respuesta que te dieron es errónea :)

Explicación:

El libro sólo da la respuesta, no indica el procedimiento, sin emabargo te lo detallo a continuación:

1. Partimos de las siguientes ecuaciones:

$I = P - P_{0} \\I = F/ t \\P = mv - mv_{0}$

Donde: I es el impulso, F representa la fuerza producida, t es el tiempo, P es la cantidad de movimiento lineal, m es la masa y v es la velocidad.

2. Como nos piden calcular la fuerza producida la despejamos de la ecuación:

$F = Impulso/Tiempo$

Como puedes observar para calcular la fuerza primero necesitamos     conocer el impulso producido:

$Impulso = mv - mv_{0}$

$Impulso =( 0.06kg * 10m/s) - (0.06g * -20m/s)$

En esta parte puedes observar 2 cosas: La primera es que la masa se trabaja en kilogramos y la segunda es que la velocidad de "20m/s" es negativa, esto se debe a que si tomamos un sistema de referencia lineal, donde la derecha es positiva y la izquiera es negativa, la pelota que "va" hacia el jugador se mueve hacia la izquierda (-) y cuando el jugador le pega con la raqueta, la envía en sentido contrario, es decir a la derecha (+). Si seguimos calculando resulta que:

$Impulso = 1.8kg * m/s$

y Ahora ya sólo sustitumos en la siguiente ecuación:

$F = Impulso/Tiempo\\F = 1.8 / 0.02\\F = 90N$

Finalmente obtenemos que la Fuerza producida por el raquetazo es de 90N!!!