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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 8.Exercícios - Ex. 31

Uma bala de 5,00 g é disparada horizontalmente sobre um bloco de madeira que está em repouso sobre uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre a superfície e o bloco é igual a 0,20. A bala fica cravada na madeira e observa-se que o bloco desliza 0,230 m até parar. Qual era a velocidade inicial da bala?

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!!!

m A v A 1 + m B v B 1 = m A v A 2 + m B v B 2     ( 1 )

Começamos com o terceiro estágio, aplicando a segunda lei de Newton ao bloco de madeira ao longo da direção vertical da seguinte forma:

∑ F y   =   n - m b l o c o g   =   0

n   =   m b l o c o g   =   m b l o c o ∙ 9.8   N

Passo 2

F x = - f a t = m b l o c o a

a   =   - f a t m b l o c o = m b l o c o ∙ 9.8 ∙ 0.20 m b l o c o = 1.96   m / s ²

Agora iremos substituir esse dado na equação a seguir e encontrar a velocidade final do bloco logo após a colisão.

v f ² = v i ² + 2 a Δ x

0 = v 2 ² - 2 ∙ 1.96 ∙ 0.230

v 2 = 2 ∙ 1.96 ∙ 0.230 = 0.95   m / s

Para a colisão, as forças que a bala e o bloco de madeira exercem um sobre o outro são grandes o suficiente para ignorar a força de atrito, então não há força resultante externa; Assim, o momento é conservado durante a colisão.

E como a bala permanece embutida no bloco, eles têm a mesma velocidade após a colisão, então:

v b 2 = v b l o c o 2 = v 2

agora iremos substituir os valores na equação (1):

( 0.005 ) v b 1 + 0 m b l o c o = ( 0.005 ) ( 0.95 ) + ( m b l o c o ) ( 0.95 )

v b 1 = ( 0.005 ) ( 0.95 ) + ( m b l o c o ) ( 0.95 ) 0.005   m / s

Resposta

v b 1 = ( 0.005 ) ( 0.95 ) + ( m b l o c o ) ( 0.95 ) 0.005   m / s

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