UFRJ, Sem Campus, Física 1, Roteiros de F1 - UFRJ - Roteiro 10 - Colisões, Questão 4a
Uma bala de é disparada com velocidade de sobre um pêndulo balístico com massa igual a , suspenso por uma corda de de comprimento. Calcule (a) a altura vertical alcançada pelo pêndulo.
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a altura vertical que o pêndulo alcança depois de ser atingido pela bala.
De início, o que devemos considerar é que o momento linear do sistema se conserva, ok? Se o momento se conserva, teremos o seguinte:
Sabendo que , então podemos reescrever a lei de conservação do momento linear da seguinte forma:
Vale ressaltar que o segundo membro da igualdade é escrito dessa forma porque a bala e o pêndulo passam a se mover juntos, beleza? Ademais, o significado dos termos da expressão são:
massa da bala;
massa do pêndulo balístico;
velocidade inicial da bala;
velocidade do conjunto.
Passo 2
Substituindo os valores que temos, teremos o seguinte:
Mas como fazemos para descobrir a altura que o pêndulo atingiu? Então galera, uma das formas de descobrirmos isso é utilizando cinemática, ou mais especificamente, a equação de Torricelli para “lançamento vertical”. Saca só:
No qual: velocidade final e velocidade inicial. Como, no nosso caso, a velocidade final do conjunto bala-pêndulo é zero, então teremos:
Valeu, galera! Até a próxima! 😉