Uma arma dispara dez balas de 2,14 g por segundo, com uma velocidade de
. As balas são paradas por uma parede rígida. Calcule a força média exercida pelo fluxo de balas sobre a parede.
Passo 1
Então, o enunciado diz que uma arma dispara 10 balas por segundo, cada bala tem massa de 2,14 g e velocidade de 483 m/s, e elas batem numa parede rígida e param. A matéria aqui é Impulso e Quantidade de Movimento (ou seja, Newton 2º Lei em forma de momento). Para resolver a gente vai precisar:
- Converter massa de gramas para quilogramas
- Entender que cada bala entrega um impulso (mudança de momento) ao parar
- Calcular a taxa de variação total de momento por segundo e lembrar que isso é igual à força média
Passo 2
Primeiro, converte a massa de cada bala para o SI (quilograma):
Cada bala tem massa
Cada bala tem massa
Passo 3
A cada segundo, saem 10 balas, então a massa total que é “enviada” por segundo (ou seja, a taxa de massa) é
Passo 4
Agora, cada bala chega com velocidade
e para ao bater. A variação de momento de uma bala é
O sinal “–” indica que o momento original é retirado, mas pra achar a força só nos interessa o módulo da variação de momento por segundo. Como entram 10 balas por segundo, a taxa total de variação de momento (isto é, o impulso por unidade de tempo) é
Passo 5
Substituindo os valores:
Resposta
A força média exercida pelo fluxo de balas sobre a parede é aproximadamente