Questão resolvida - Um tiro de uma espingarda de 1,2kg lança uma bala de 200g com velocidade de 48m_s Qual a velocidade da espingarda após - Física I - Universidade Federal de São João Del Rei

Prévia do material em texto

Tiago Lima - Instagram: @professor_disciplinas_exatas / WhatsAPP: 71 992717449
 
Visite meu perfil e/ou meu grupo no site Passei Direto, confira mais questões ou deixe alguma no grupo para ser resolvida: 
Perfil - https://www.passeidireto.com/perfil/tiago-pimenta/
Grupo - https://www.passeidireto.com/grupos/109427150/publicacoes
 
• Um tiro de uma espingarda de lança uma bala de com velocidade de 1, 2 kg 200 g
. Qual a velocidade da espingarda após a bala sair? Calcule a força média 48 m / s
que a espingarda faz no ombro do atirador se o contato com a bala é de .0, 5 s
 
Resolução:
 
Vamos usar a lei de conservação de massa, essa lei nos diz que a quantidade de movimento 
antes e depois são iguais, ou seja;
 
Q = Qi f
 
Antes do tiro, o conjunto espingar bala estavam parados, assim, a quantidade de movimento 
é zero. Após o tiro, teremos a quantidade de movimento da bala e da espingarda somados:
 
Q = 0 e Q = Q + Qi f bala espingarada
 
Substituindo os resultados de 2 em 1, temos;
 
0 = Q + Qbala espingarada
 
A quantidade de movimento é dada pela expressão;
 
Q = mv
Então, constiderando a massas e as velocidades da bala e da espingarda, temos que;
 
0 = m v + m vbala bala espingarda espingarda
 
 
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Temos as massas da bala e da espingarda , e a velocidade apenas da bala 200 g( ) 1, 2 kg( )
, vamos substituir esses valores na expressão 5 e obter a valocidade da espigarda, 48 m / s( )
porém, antes, devemos passar a massa para ;kg
 
200 g = 0, 2 kg
 
0 = 0, 2 ⋅ 48 + 1, 2 ⋅ v 9, 6 + 1, 2 ⋅ v = 0 1, 2 ⋅ v = - 9, 6 v =espingarda → espingarda → espingarda → espingarda
-9, 6
1, 2
 
v = - 8 m / sespingarda
 
O valor negativo indica que a espingarda se desloca no sentido contrário da bala!
 
Para calcular a força, devemos, primeiro, encontrar a variação o impulso decorrente do 
movimento; esse impulso é dado por;
 
i = △Q = Q - Qf i
 
Já sabemos que a quantidade de movimento inicial é zero, a quantidade de movimento final 
é igual a soma das quantidades de movimento da bala e da espingarda,então;
 
i = Q + Q - 0 = m v + m vbala espingarada bala bala espingarda espingarda
 
Conhecemos as massas da bala e da espingarda , a velocidade da bala 0, 2 kg( ) 1, 2 kg( )
 e a velocidade da espingarda , vamos 48 m / s( ) 8 m / s, considerando seu módulo( )
substituir esses valores na expressão 6 e obter o impuso do movimento;
 
i = 0, 2 ⋅ 48 + 1, 2 ⋅ 8 i = 19, 2 kg ⋅ s / m→
 
Já a força no do atirador, decorrente do movimento, é dada por;
 
F =
i
△ t
 
 
(Resposta - 1)
(6)
(7)
Temos o impulso e a variação de tempo da aplicação da força, 19, 2 kg ⋅ s / m( ) 0, 5 s( )
então; 
 
F = F = 38, 4 N
19, 2
0, 5
→
 
 
(Resposta)