Veja como resolver esse problema:

Entendendo a física

* Motivo de projétil: A trajetória do futebol é um exemplo clássico de movimento de projétil, onde a única força que atua é a gravidade após o chute inicial.
* componentes horizontais e verticais: Precisamos considerar os componentes horizontal (x) e vertical (y) da velocidade do futebol.
* Tempo de voo: O tempo que a bola gasta no ar está relacionada à sua velocidade vertical.
* intervalo: A distância horizontal percorrida (50 m) está relacionada à velocidade horizontal e à hora do voo.

Solução

1. movimento vertical:
* Sabemos que a hora do vôo (t) é de 3 segundos.
* A aceleração devido à gravidade (g) é -9,8 m/s².
* Usando a equação:
* t =2 * (v_y / g) (onde v_y é a velocidade vertical inicial)
* Podemos resolver V_Y:
* v_y =(g * t) / 2 =(-9,8 m / s² * 3 s) / 2 =-14,7 m / s
* O sinal negativo indica que a velocidade vertical inicial é para cima.

2. movimento horizontal:
* A velocidade horizontal (v_x) permanece constante ao longo do voo.
* Podemos usar o intervalo (r) e o tempo (t) para encontrar v_x:
* R =v_x * t
* v_x =r / t =50 m / 3 s =16,67 m / s

3. ângulo de chute (θ):
* O ângulo do chute (θ) está relacionado aos componentes horizontais e verticais da velocidade:
* tan (θ) =v_y / v_x
* θ =arctan (v_y / v_x) =arctan (-14,7 m / s / 16,67 m / s) ≈ -41,8 °

Nota importante: O ângulo é negativo porque a velocidade vertical inicial é para cima. Para expressar o ângulo em relação à horizontal, aceitamos o valor absoluto:

Portanto, o ângulo do chute é de aproximadamente 41,8 ° acima da horizontal.