1. Uma bala de rifle, movendo-se a 360 m / s, atinge um bloco de madeira macia, no qual penetra 10 cm . A massa da bala é de 1,8 g. Suponha que a força que se opõe à penetração seja constante.
    (a) Quanto tempo a bala gasta para parar?
    (b) Qual a intensidade da força desaceleradora exercida pela madeira sobre a bala?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que uma bala de rifle entra 10 cm (0,1 m) num bloco de madeira até parar. A bala tem velocidade inicial ,m/s e massa ,g ( ,kg).
Conteúdo: movimento retilíneo uniformemente retardado (MRUV) e Lei de Newton ( ).
O que vamos precisar:
  • Fórmulas de cinemática para aceleração constante;
  • Conversão de unidades;
  • Segunda lei de Newton para achar a força.

Passo 2

Primeiro achamos a aceleração v^2 = v0^2 + 2,a,De, usando a fórmula do MRUV que liga velocidades, aceleração e deslocamento:
0 = (360)^2 + 2,a,(0,1) Longrightarrow a = -360^22cdot0,1 = -1296000,2 = -648000 m/s^2
Aqui (para quando pára), ,m/s e ,m. Então
O sinal negativo mostra que é desaceleração.

Passo 3

Agora, o tempo que a bala leva pra parar vem da equação
v = v0 + a,t Longrightarrow 0 = 360 + (-648000),t
Logo
t = 360648000 approx 5,56times10^-4 s

Passo 4

Por fim, a força média que a madeira faz na bala vem de F = 0,0018 times (-648000) approx -1166,4 N .
Convertendo ,g = ,kg:
O módulo da força (intensidade) é ,N (ou ,N).

Resposta

(a)
(b)

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