Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinâmica: Mecânica para Engenharia - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 12
Ao supor que a força que age sobre uma bala de 2g, dentro do cano, quando atirada de um rifle varia com o tempo como mostrado no gráfico, calcular a força máxima Fo aplicada à bala no disparo, a sua velocidade ao sair do cano é de 500m/s quando t=0,75s, considerar que não haja atrito entre a bala e o cano.
Passo 1
Ao considerarmos que não haja atrito entre a bala e o cano do rifle, logo sabemos que a única força agindo sobre ela na direção horizontal será a força F. Portanto, teremos que o impulso total será a multiplicação de F com o tempo, que como é uma força variada, teremos:
Sabendo que a integral é a aréa abaixo da curva, teremos que:
Passo 2
Sabendo que o impulso total na direção vertical é de 0,375* vezes a força Fo máxima que estará agindo sobre a bala e, sabendo a velocidade inicial da bala e seu tempo de percurso no cano, temos:
Como vx1 = 0, pois ele partiu do repouso e aplicando os valores vx2=500m/s e de I, temos que:
Assim,
Isolando , temos que:
Resposta
Durante o percurso da bala dentro do cano, a intensidade da força líquida Fo máxima que age sobre a bala será de 2,67KN, exatamente quando t=0s, como mostrado no gráfico.