Uma bala de massa m=10 \mathrm{~g} é disparada com velocidade de 300 \mathrm{~m} / \mathrm{s} para dentro de um bloco de madeira de massa M=3 \mathrm{~kg}, pendurado por doís fios longos.
Se a bala atravessa o bloco saindo com velocidade de 150 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, calcule a velocidade do bloco logo após a passagem da bala.

Passo 1

O enunciado nos dá uma bala de massa m=10\text{ g}=0,01\text{ kg} com velocidade inicial v_i=300\text{ m/s} que atravessa um bloco de madeira de massa M=3\text{ kg} saindo com velocidade v_f=150\text{ m/s}. Precisamos encontrar a velocidade V do bloco imediatamente após a passagem da bala, usando conservação de momento linear.

Passo 2

Como o choque dura um tempo muito curto, podemos desprezar as forças horizontais (tensão dos fios) durante o processo, logo o momento linear horizontal do sistema bal a+bloco se conserva.
A conservação do momento linear antes e depois do impacto é expressa por
m\,v_i = m\,v_f + M\,V.

Passo 3

Isolando V na equação anterior, temos
V = \frac{m\,(v_i - v_f)}{M}.

Passo 4

Substituindo m=0,01\text{ kg}, v_i=300\text{ m/s}, v_f=150\text{ m/s} e M=3\text{ kg}:
V = \frac{0,01\,(300 - 150)}{3} = \frac{0,01\times150}{3} = \frac{1,5}{3} = 0,5\text{ m/s}.

Resposta

A velocidade do bloco imediatamente após a passagem da bala é 0,5\text{ m/s}.

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