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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 71

Uma bala de 4,00 g é disparada horizontalmente com velocidade de 400 m/s contra um bloco de madeira de 0,800 kg, inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. A bala

atravessa o bloco e emerge com uma velocidade reduzida para 120 m/s . O bloco desliza ao longo da superfície até uma distância de 45,0 cm da sua posição inicial , a ) Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície? b ) Qual é a diminuição da energia cinética da bala ? c ) Qual é a energia cinética do bloco no instante em que a bala 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!!!

Nesta tarefa é necessário determinar o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície, a diminuição da energia cinética da bala e a energia cinética do bloco.

O momento total antes da colisão é igual ao momento total após a colisão:

P 1 = P 2

P A 1 + P B 1 = P A 2 + P B 2

P = m V

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

Também sabemos que o trabalho total realizado pelo corpo é:

W t o t = K 2 - K 1

Sabemos que as energias gravitacional e cinética são dadas pelas expressões:

μ = m g h

K = 0.5 m V ²

O trabalho realizado pela força de atrito cinético é:

W f = - f K d = - v K ( m g d )

Passo 2

  1. 0.004 ( 400 ) + 0.8 ( 0 ) = 0.004 ( 120 ) + 0.8 v B 2

    2. V B 2 = 1.4   m / s

    K B 1 = 0.5 m B V B 2 ²

    K B 1 = 0.5 ( 0.8 ) ( 1.4 ) ²

    K B 1 = 0.784   J

    W t o t = K B 2 - K B 1 = W f 0 - 0.784 = - μ K 0.8 ( 9.81 ) ( 0.45 )

    μ K = 0.222

  2. Se colocarmos nossos valores para mA​ e VA1​ na equação para energia cinética, obtemos:

K A 1 = 0.2 m A V A 1 ²

K A 1 = 0.5 ( 0.004 ) ( 400 ) ²

K A 1 = 320   J

K A 2 = 0.5 m A V A 2 ²

K A 2 = 0.5 ( 0.004 ) ( 120 ) ²

K A 2 = 28.8   J

Δ K = K A 2 - K A 1

Δ K = 28.8 - 320

Δ K = - 291.2   J

Passo 3

c) Calculamos a energia cinética do bloco exatamente quando a bala o deixa:

K B 1 = 0.784   J

Resposta

  1. 0.222
  2. -291.2 J
  3. 0.784 J

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