UFV, Sem Campus, Física 1, P3 - 2021.2, Questão 3a
Uma barra uniformemente de comprimento repousa sobre uma superfície horizontal sem atrito. A barra possui um pivô, de modo que ela pode girar sem atrito em torno de um eixo passando por uma das extremidades. A barra está inicialmente em repouso. Uma bala se deslocando com velocidade ortogonal à barra e paralela à superfície atinge o centro da barra e permanece retida em seu interior. A massa da bala é um quarto da massa da barra.
- Qual a velocidade angular final da barra?
Passo 1
Fala galera, bora resolver o nosso exercício? Para isso, vou trazer aqui uma ilustração do nosso exercício:
Repara que a barra começa em repouso até que uma bala acerta-la, então ela gira com uma velocidade angular . Então temos duas situações: um início e um fim.
Deste modo, usaremos a conservação do momento angular à colisão. Podemos perceber que o momento linear não é conservado. Por quê?? Por causa da força aplicada à haste no eixo.
O problema nos diz que . E temos que,
Passo 2
Vamos começar a calcular. Para o início, temos
E para o final,
Como, o momento de inércia da barra é
E o da bala é
Igualando e :