Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 72
Uma bala de 5,00 g atravessa um bloco de madeira de 1,00 kg suspenso por um fio de comprimento igual a 2,000 m . O centro de massa do bloco sobe até uma altura de 0,45 cm. Sabendo que a velocidade inicial da bala era de 450 m/s , ache a velocidade da bala no instante em que ela emerge do bloco.
Passo 1
Beleza pessoal?! Espero que esteja tudo bem com meu os herdeiros de Newton. Vamos dar início a mais uma resolução com o padrão de qualidade do Responde aí, então pegue seu lápis, caderno e café e vamos nessa!!!
Sabemos que, em colisões de todos os tipos, uma vez que não há força resultante externa no sistema, o momento total antes da colisão é igual ao momento total após a colisão:
Se a colisão for entre duas partículas (A e B), então obtemos:
Onde o momento de uma partícula é dado por:
Assim, podemos escrever a equação de colisão da seguinte forma:
Também sabemos que a energia potencial gravitacional é dada por:
Passo 2
O Primeiro estágio:
Como a tensão na corda é sempre perpendicular à direção do movimento do bloco, a gravidade é a única força que realiza trabalho no bloco.
Então, pela conservação da energia, a energia cinética que o bloco ganha com a colisão é totalmente convertida em energia potencial gravitacional na altura final do bloco.
Então, das equações (2) e (3), obtemos:
Passo 3
Como não há força resultante horizontal externa no sistema, o momento é conservado durante a colisão na direção horizontal.