Uma bala de
disparada por um rifle penetra e fica encravada em um bloco de
ligado a uma mola e apoiada sobre uma superficie horizontal sem atrito, como mostra a figura ao lado. O impacto produz uma compressão de
na mola. A calibração mostra que uma força de
comprime a mola
. Calcule: b) o módulo da velocidade do bloco imediatamente após o impacto
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é entender um bloqueio de energia: uma bala de massa
gruda num bloco de massa
. Depois do impacto, o conjunto (bala+bloco) vai comprimir uma mola em
. A mola obedece à Lei de Hooke, e a gente precisa da constante elástica
. Pra isso, usam uma calibração: força de
gera compressão de
.
Conteúdo:
Conteúdo:
- Lei de Hooke (
) - Conservação de energia (cinética vira potencial elástica)
O que vamos fazer:
- calcular
- usar
e achar
Passo 2
Vamos achar a constante da mola com a Lei de Hooke:
⇒
Substituindo:
Substituindo:
Passo 3
Agora usa conservação de energia logo após o impacto (nenhuma força dissipativa):
energia cinética inicial do conjunto = energia potencial elástica máxima da mola
energia cinética inicial do conjunto = energia potencial elástica máxima da mola
Isolando
:
Passo 4
Agora é só encaixar os números:
Resposta
O módulo da velocidade do bloco (com a bala encravada) imediatamente após o impacto é