Colisões
Um pêndulo balístico é um dispositivo utilizado para medir a velocidade de um projétil quando ele deixa o cano de uma arma. Esta velocidade é chamada de velocidade de saída do projétil. Um projétil de massa é disparado horizontalmente contra um bloco de madeira de massa que forma o peso de um pêndulo. O projétil penetra no bloco e o observador mede então a altura máxima atingida pelo conjunto formado pelo bloco e pelo projétil. Responda:
a) alguma grandeza é conservada nesta colisão? Por que?
b) qual é a velocidade do sistema projétil + bloco imediatamente após a colisão sabendo que o sistema atinge a altura máxima de ?
c) qual é a velocidade inicial do projétil?
Passo 1
a)
Esta colisão é inelástica uma vez que o projétil fica preso dentro do bloco. A única grandeza conservada é então o momento linear, pois durante o processo de colisão o somatório de todas as forças que atuam no sistema é nulo.
Passo 2
b)
Após a colisão, e considerando que o projétil está parado dentro do bloco, podemos aplicar a conservação de energia mecânica:
Como
E
temos que
Logo:
Passo 3
c)
A velocidade inicial do projétil é dada pela conservação do momento. Então, temos que:
Consequentemente:
Resposta
a) O momento linear, pois o somatório de todas as forças que atuam no sistema é nulo.
b)
c)