UFV, Sem Campus, Física 1, P3 - 2021.2, Questão 3b
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.
- Determine a razão entre a energia cinética do sistema depois da colisão e a energia da bala antes da colisão
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 .
A razão entre a energia cinética do sistema depois da colisão e a energia cinética da bala antes da colisão é
Onde:
Lembrando que foi encontrado na letra (a):
Passo 2
Vamos começar a calcular. Substituindo e
Aplicando na razão: