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.

Exercícios relacionados

Um motociclista, com velocidade inicial de , aciona os freios com uma desaceleração constante e percorre até parar completamente. Qual é a desaceleração da motocicleta?
Um ciclista pedala em uma pista retilínea a . Após percorrer , a bicicleta fura o pneu. O ciclista empurra a bicicleta por mais 3 km até uma oficina de reparos, levando 40 minutos. Qual é a velocidade média do ciclista desde o momento em que começou a pedalar até chegar à oficina? Obtenha a resposta numérica e graficamente.
A distância média entre o Sol e a Terra é aproximadamente metros. A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 299.792.458 metros por segundo ( ). Converta o tempo calculado em minutos.
Um carro está se movendo com uma velocidade de e, ao frear, ele desacelera a uma taxa de . Converta a velocidade inicial do carro para metros por segundo .