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- 49 Uma bala com 10 g de massa se choca com um pêndulo balístico com
de massa. O centro de massa do pêndulo sobe uma distância vertical de 12 cm . Supondo que a bala fíca alojada no pêndulo, calcule a velocidade inicial da bala.
(Resp.
)
(Resp.
Passo 1
O enunciado descreve um pêndulo balístico de massa
no qual uma bala de massa
fica alojada após o impacto. O conjunto sobe depois uma altura vertical
. Vamos usar dois princípios: conservação do momento linear durante a colisão inelástica e, em seguida, conservação de energia mecânica na subida.
Passo 2
Na colisão inelástica, a bala e o pêndulo passam a se mover juntos com velocidade
. Pela conservação do momento:
onde
é a velocidade inicial da bala. Daí
Passo 3
Depois da colisão, o conjunto (massa
) sobe até a altura
. A energia cinética inicial
vira energia potencial gravitacional
. Assim,
Passo 4
Igualando as expressões para
:
Substituindo
,
,
e
:
Resposta
A velocidade inicial da bala é aproximadamente
.