Uma bala de fuzil de massa igual a 20g atinge uma arvore com velocidade de 500m/s, penetrando nela ate uma profundidade de 10cm. Calcule a força media exercida sobre a bala durante a penetração
Passo 1
Beleza! Vamos resolver essa questão de física juntos. O enunciado fala sobre uma bala de fuzil que atinge uma árvore e penetra nela. O que precisamos calcular é a força média que age sobre a bala durante essa penetração. Para isso, vamos usar conceitos de em energia cinética e trabalho das forças.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as informações que temos:
- Massa da bala (
): 20 gramas, que em kg fica . - Velocidade inicial (
): 500 metros por segundo ( ). - Profundidade de penetração (
): 10 centímetros, ou seja, .
Passo 3
A energia cinética (
) da bala no momento que atinge a árvore pode ser calculada pela fórmula:
Vamos calcular isso primeiro:
Passo 4
Calculando o valor:
Então, a energia cinética da bala ao atingir a árvore é de 2500 J.
Passo 5
Agora, sabemos que essa energia cinética é dissipada pela força média (
) durante a penetração na árvore. O trabalho realizado pela força é igual à energia dissipada, ou seja:
Queremos encontrar
, então rearranjamos a equação:
Passo 6
Substituindo os valores que já temos:
Resposta
A força média exercida sobre a bala durante a penetração na árvore é de 25.000 Newtons.