Uma flecha disparada a uma velocidade de 180 m / s atinge um alvo de espuma e penetra 4,5 cm 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:
De
Como a flecha para, a velocidade final 0,045 = 180 + 02 times t . Substituindo na fórmula:
0,045 = 90 times t
Simplificando:

Passo 4

Agora, é só resolver para t = 0,04590 :
t = 0,0005 , segundos

Resposta

A colisão duraria 0,5 milissegundos.

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