Aqui está como podemos analisar a situação:

Entendendo o problema

* Momentum: O momento é uma medida da massa de um objeto em movimento. É calculado como massa (m) vezes a velocidade (v):p =mv.
* Conservação do Momentum: Em um sistema fechado, o momento total antes de uma colisão é igual ao momento total após a colisão.

Aplicando os conceitos

1. Momento inicial: O momento inicial da bola de boliche é:
p_initial =m * v =8 kg * 4 m/s =32 kg * m/s

2. Momento final: Como a bola de boliche salta de volta com a mesma velocidade, sua velocidade final é de -4 m/s (negativa porque está se movendo na direção oposta). O momento final é:
p_final =m * v =8 kg * -4 m/s =-32 kg * m/s

3. Mudança no momento: A mudança no momento é a diferença entre o momento final e inicial:
Δp =p_final - p_initial =-32 kg*m/s - 32 kg*m/s =-64 kg*m/s

Nota importante: A mudança de momento é negativa porque a direção da bola de boliche mudou. A magnitude da mudança de momento nos diz a quantidade de momento transferido.

O papel da primavera

A primavera é crucial para causar a mudança de momento. Quando a bola de boliche atinge a mola, ela comprime a mola, armazenando energia. Essa energia armazenada é então liberada, empurrando a bola de volta na direção oposta. A primavera transfere essencialmente o momento para a bola.

Resumo

*O momento da bola de boliche muda de 32 kg*m/s para -32 kg*m/s, uma mudança total de -64 kg*m/s.
* A mola é responsável por essa mudança de momento. Ele atua como um meio para transferir energia e causar a reversão da direção da bola.