Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 8.Exercícios - Ex. 18
Os gases que se expandem ao deixar o cano de um rifle
também contribuem para o recuo. Uma bala de calibre 30 possui
massa igual a 0,00720 kg e velocidade de 601 m/s em relação ao
cano, quando disparada de um rifle com massa igual a 2,80 kg.
Um rifle apoiado frouxamente recua com velocidade de 1,85 m/s
em relação à Terra. Calcule o momento linear dos gases de pro-
pulsão em relação a um sistema de coordenadas fixo na Terra, no
momento em que eles abandonam a boca do rifle.
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!!!
Temos que a massa da bala é m=0.00720kg , sua velocidade relativa ao cano é =601m/s, a massa do refletor é m=2.80kg, sua velocidade em relação ao solo é =1,85m/s
Passo 2
Sabemos que o momento total de um sistema é a soma vetorial dos momentos das partículas individuais que compõem o sistema:
Onde os momentos de uma partícula são dados por:
Também sabemos, para um sistema isolado, que o momento do sistema é conservado, então:
Uma vez que o refletor está solto, então o sistema (refletor, projétil e gás propulsor) é isolado.
Além disso, como o sistema estava parado antes do disparo, o momento do sistema antes do disparo é:
Aplicando a conservação do momento, o momento do sistema após o disparo é:
Tomamos a direção da bala como a direção positiva.
Calculamos a velocidade da bala em relação ao solo da seguinte forma:
Substituindo por v⃗b e mb na equação (2), obtemos:
Para o refle, colocamos nossos valores para v⃗r e na equação (2), então obtemos:
na direção da bala.
Resposta
na direção da bala.