Você pode pensar no teorema do trabalho-energia cinética como uma segunda teoria de movimento, paralela às leis de Newton ao descrever como influências externas afetam o movimento de um corpo. Neste problema, resolva as partes (a), (b) e (c) separadamente das partes (d) e (e), assim, você pode comparar as previsões das duas teorias. Uma bala 15,0   g é acelerada a partir do repouso a uma velocidade escalar de 780   m / s no cano de um rifle de comprimento 72,0   c m .

  1. Encontre a energia cinética da bala quando ela sai do cano.
  2. Use o teorema do trabalho-energia cinética para encontrar o trabalho resultante que é realizado sobre a bala.
  3. Use o resultado da parte (b) para encontrar o módulo da força resultante média que agia sobre a bala enquanto ela estava no cano.
  4. Agora considere a bala como uma partícula sob aceleração constante. Encontre a aceleração constante de uma bala que parte do repouso e ganha velocidade escalar de 780   m / s por uma distância de 72,0   c m .
  5. Considerando a bala como uma partícula sob uma força resultante, encontre a força resultante que atuou sobre ela durante sua aceleração.
  6. A que conclusão você pode chegar comparando os resultados das partes (c) e (e)?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Letra a:

K i + ∑ W = K f = 1 2 m v f 2 0 + ∑ W = 1 2 15.0 × 10 - 3 k g ( 780 m / s ) 2 = 4.56 k J

Passo 2

Letra b:

Conforme mostrado na parte (a), o trabalho realizado no marcador é

4.56 k J

Passo 3

Letra c:

F = W Δ rcos ⁡ θ = 4.56 × 10 3 J 0.720 m cos ⁡ 0 ∘ = 6.34 k N

Passo 4

Letra d:

a = v f 2 - v i 2 2 x f = ( 780 m / s ) 2 - 0 2 0.720 m = 422 k m s 2

Passo 5

Letra e:

∑ F = m a = 15 × 10 - 3 k g 422 × 10 3 m s 2 = 6.34 k N

Passo 6

Letra f:

As forças são as mesmas. As duas teorias estão de acordo.

Resposta

  1. 4.56 k J
  2. 4.56 k J
  3. 6.34 k N
  4. 422 k m s 2
  5. 6.34 k N
  6. As forças são as mesmas. As duas teorias estão de acordo.

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