Un pájaro carpintero golpea la corteza de un árbol extremadamente duro -la velocidad de su cabeza alcanza aproximadamente el valor
antes del impacto. Si la masa de la cabeza del pájaro es
, y la fuerza media que actúa sobre la cabeza durante el impacto es
, determinar (a) la aceleración de la cabeza (suponiendo que es constante): (b) la profundidad de penetración en la corteza; (c) el tiempo
que tarda la cabeza del pájaro en detenerse.
Passo 1
O enunciado nos dá a cabeça do pássaro com massa
que atinge a casca a
. Durante o impacto atua uma força média contrária ao movimento de módulo
. Precisamos determinar:
- (a) a aceleração constante
; - (b) a profundidade de penetração
; - (c) o tempo
até a cabeça parar.
Conteúdo: segunda lei de Newton e cinemática com aceleração constante.
Passo 2
Aplico a segunda lei de Newton:
Como a força é contrária ao movimento, a aceleração será negativa. Logo,
Passo 3
Uso a equação de cinemática
com
(a cabeça para). Assim,
Passo 4
Emprego
com
. Então
Resposta
(a)
.
(b) (aprox.
).
(c) .
(b)
(c)