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 ( m): 20 gramas, que em kg fica 0,02 , kg.
  • Velocidade inicial ( v): 500 metros por segundo ( 500 , m/s).
  • Profundidade de penetração ( d): 10 centímetros, ou seja, 0,1 , m.

Passo 3

A energia cinética ( Ek) da bala no momento que atinge a árvore pode ser calculada pela fórmula:
Ek = 12 m v^2
Vamos calcular isso primeiro:
Ek = 12 times 0,02 , kg times (500 , m/s)^2

Passo 4

Calculando o valor:
Ek = 0,01 times 250000 , m^2/s^2 = 2500 , J , (Jou<=s)
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 ( Fmédiaé) durante a penetração na árvore. O trabalho realizado pela força é igual à energia dissipada, ou seja:
Ek = Fmédia times d é
Queremos encontrar Fmédiaé, então rearranjamos a equação:
Fmédia = Ekd é

Passo 6

Substituindo os valores que já temos:
Fmédia = 2500 , J0,1 , m = 25000 , N é

Resposta

A força média exercida sobre a bala durante a penetração na árvore é de 25.000 Newtons.

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