Uma arma dispara dez balas de 2,14 g por segundo, com uma velocidade de 483 m / s. 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
m = 2,14 g = 2,14 times 10^-3 kg = 0,00214 kg

Passo 3

A cada segundo, saem 10 balas, então a massa total que é “enviada” por segundo (ou seja, a taxa de massa) é
dot m = 10 times m = 10 times 0,00214 kg/s = 0,0214 kg/s

Passo 4

Agora, cada bala chega com velocidade De e para ao bater. A variação de momento de uma bala é
F = De
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:
F = 0,0214 kg/s times 483 m/s = 10,3362 N

Resposta

A força média exercida pelo fluxo de balas sobre a parede é aproximadamente
boxed10,3 N

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