Considere Uma bala de massa
é disparada com velocidade de
para dentro de um bloco de madeira de massa
, pendurado por dois fios longos, parando rapidamente (veja a figura abaixo à esquerda). Então, bloco + bala deslocam-se para cima, seu centro de massa elevando-se de uma altura
, antes que o pêndulo volte a descer. Escreva a quantidade de movimento (momento linear) do sistema bloco + bala antes da colisão.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma bala com massa de
(que é igual a
) sendo disparada com uma velocidade de
para dentro de um bloco de madeira que tem uma massa de
. A pergunta é para calcular a quantidade de movimento (ou momento linear) do sistema bloco + bala antes da colisão. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é quantidade de movimento e como ela se calcula.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a definição de quantidade de movimento, também conhecida como momento linear. Ela é uma grandeza física que depende da massa e da velocidade de um objeto e é dada pela fórmula:
onde:
-
é a quantidade de movimento, -
é a massa do objeto, -
é a velocidade do objeto.
Passo 3
Agora, vamos identificar quais objetos estão em movimento antes da colisão. A bala está se movendo com uma velocidade de
, enquanto o bloco de madeira está inicialmente parado. Então, a quantidade de movimento do bloco antes da colisão é zero, já que velocidade dele é zero.
Passo 4
Vamos calcular a quantidade de movimento da bala antes da colisão. Já que a massa da bala é
e a velocidade é
, substituímos esses valores na fórmula:
Passo 5
Como o bloco está parado antes da colisão, a quantidade de movimento do bloco é zero. Portanto, a quantidade de movimento total do sistema bloco + bala antes da colisão é apenas a quantidade de movimento da bala.
Resposta
A quantidade de movimento do sistema bloco + bala antes da colisão é
.