1. (Fuvest-Ete 2023) Um projétil de massa 20 g é disparado
    horizontalmente com velocidade de 300 m/s contra uma
    parede. Esse projétil atinge e penetra 10 cm na parede
    horizontalmente. O trabalho realizado pela parede sobre o
    projétil é de:
    Note e adote:
    Despreze os efeitos da gravidade sobre o projétil.
    a) OJ
    b) 9 J
    c) 90 J
    d) 900 J

Passo 1

Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um projétil com massa de 20 g (que é igual a 0,02 kg) sendo disparado horizontalmente com uma velocidade de 300 m/s contra uma parede. Esse projétil penetra 10 cm (ou 0,1 metros) na parede. Precisamos calcular o trabalho realizado pela parede sobre o projétil. Para resolver isso, vamos usar o conceito de energia cinética e trabalho na física.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia cinética inicial do projétil quando ele é disparado. A fórmula para energia cinética ($ E_k $) é:
Ek
Onde:
  • $ m $ é a massa do projétil (0,02 kg)
  • $ v $ é a velocidade do projétil (300 m/s)
Substituindo os valores:
Ek = 12 m v^2
Então, a energia cinética inicial do projétil é de 900 Joules.

Passo 3

Quando o projétil penetra na parede, ele perde toda a sua energia cinética, ou seja, a energia é transferida para a parede realizando um trabalho sobre o projétil. O trabalho ($ W $) realizado pela parede é igual à mudança na energia cinética do projétil.
Como a energia cinética final do projétil é zero (pois ele para na parede), o trabalho realizado pela parede é:
W
O sinal negativo indica que o trabalho está desacelerando o projétil, mas como estamos interessados apenas no valor absoluto do trabalho realizado, consideramos 900 Joules.

Resposta

A resposta correta é a letra d) 900 J.

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