Um projétil de arma de fogo de massa
atinge um grande bloco de madeira com velocidade de
e penetra no bloco ao longo de uma distância de
, até parar. O bloco está fixo e permanece imóvel. Através do Teorema do Trabalho-Energia Cinética determinar a intensidade da força média aplicada, considerando desprezível a dissipação de energia, nas unidades de medida “newton” e kgf:
no bloco, força esta aplicada pelo projétil.
Sugestão: faça um desenho do projétil dentro do bloco, com o sulco provocado por ele, representando o vetor-força sobre o projétil e o seu vetor deslocamento. Em seguida aplique o teorema do trabalho-energia cinética.
no bloco, força esta aplicada pelo projétil.
Passo 1
O enunciado dá um projétil de massa
que penetra um bloco imóvel até parar, percorrendo
, com velocidade inicial
. Vamos usar o Teorema do Trabalho–Energia Cinética para achar a força média
exercida pelo bloco no projétil.
Passo 2
No interior da madeira, o vetor deslocamento
e o vetor força média
têm sentidos opostos. Pelo Teorema do Trabalho–Energia Cinética:
O trabalho da força de contato vale
e a variação de energia cinética é
Passo 3
Igualando o trabalho à variação de energia cinética:
Passo 4
Substituindo os valores numéricos:
Passo 5
Convertendo para quilograma-força
:
Resposta
A intensidade da força média é
, aproximadamente
.