Uma flecha disparada a uma velocidade de
atinge um alvo de espuma e penetra
nele. Quanto tempo duraria a colisão?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de cinemática, que é a parte da física que estuda o movimento dos objetos sem considerar as causas desse movimento. Precisamos descobrir quanto tempo a colisão dura quando uma flecha atinge um alvo de espuma. Para isso, vamos precisar usar algumas fórmulas básicas de movimento uniformemente variado (quando a aceleração é constante).
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o que temos:
- Velocidade inicial da flecha,
- Velocidade final da flecha ao parar,
(porque ela para no alvo) - Deslocamento dentro da espuma,
Queremos encontrar o tempo da colisão,
.
Passo 3
Vamos usar uma das equações de movimento que relaciona velocidade, deslocamento e tempo. A fórmula que vai ajudar aqui é:
Como a flecha para, a velocidade final
. Substituindo na fórmula:
Simplificando:
Passo 4
Agora, é só resolver para
:
Resposta
A colisão duraria 0,5 milissegundos.
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.