Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 34
Uma bala de rifle , deslocando-se a , atinge o tronco de uma árvore grande, no qual ela penetra até uma profundidade de . A massa da bala é de . Suponha uma força retardadora constante.
- Qual é o tempo necessário para a bala parar?
- Qual é a força, em newtons, que o tronco de árvore exerce sobre a bala?
Passo 1
Eaeee, belezinha??? Bom... O problema nos dá a velocidade inicial , o deslocamento e pergunta o tempo até parar, ou seja, o instante para que .
Relembrando das equações do MRUV (se você não se lembra, dá uma passadinha na nossa plataforma na parte de MRUV que rapidinho você fica craque!) teremos:
Nas equações que contém a variável são dependentes da aceleração , então precisamos ir atrás dela antes de tudo!
Passo 2
Usando a primeira equação podemos descobrir a aceleração:
Agora com a segunda equação (ou com a terceira se você preferir, eu vou usar a segunda!) podemos descobrir o tempo:
Passo 3
E a força? Bom, para descobrir a força vamos usar a segunda lei de Newton:
Onde é a massa e é a aceleração.
Obs: adotamos o sinal negativo na expressão porque no nossa caso a força resultante é contrária à direção do movimento da bala.
Assim, substituindo os valores, temos: