Q7: Uma bala de massa 12 g atinge um bloco de madeira de massa
em repouso sobre uma superfície sem atrito. Com a bala encravada, o bloco sai com velocidade
. Encontre a velocidade da bala antes de entrar no bloco. Qual fração da energia cinética da bala é dissipada na colisão?
Passo 1
O enunciado descreve uma colisão perfeitamente inelástica entre uma bala de massa
,kg e um bloco de massa
,kg inicialmente em repouso. Após a colisão, bala e bloco seguem juntos com velocidade
,m/s. Para resolver, vamos usar:
. Conservação da quantidade de movimento linear no choque inelástico.
. Cálculo das energias cinéticas inicial e final para obter a fração dissipada.
Passo 2
Aplicando conservação de quantidade de movimento na direção da velocidade, temos
onde
é a velocidade inicial da bala. Isolando
, obtemos
Passo 3
Substituindo
,kg,
,kg e
,m/s,
Arredondando,
,m/s.
Passo 4
A energia cinética inicial da bala é
e a energia cinética final do sistema é
A fração dissipada é
Passo 5
Calculando numericamente a fração dissipada,
ou seja, cerca de
da energia cinética da bala é dissipada na colisão.
Resposta
Velocidade inicial da bala:
,m/s.
Fração de energia cinética dissipada: aproximadamente .
Fração de energia cinética dissipada: aproximadamente