- (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
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:
Onde:
- $ m $ é a massa do projétil (0,02 kg)
- $ v $ é a velocidade do projétil (300 m/s)
Substituindo os valores:
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:
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.