Um atirador, com um rifle de 2kg apoiado ao ombro, dispara um projétil de 15g, que sai da ponta do rifle com velocidade de 800m/s. (a) (1,0 ponto)...

(a) A velocidade de recuo da arma pode ser calculada utilizando a conservação do momento linear. Como não há forças externas atuando no sistema, o momento linear total antes e depois do disparo deve ser igual. Assim, temos: m1 * v1 = m2 * v2 Onde: m1 = massa da bala = 15g = 0,015kg v1 = velocidade da bala = 800m/s m2 = massa da arma + atirador = 2kg v2 = velocidade de recuo da arma (que é o que queremos calcular) Substituindo os valores, temos: 0,015 * 800 = 2 * v2 v2 = 0,06 m/s Portanto, a velocidade de recuo da arma é de 0,06 m/s. (b) O impulso transmitido ao ombro do atirador pode ser calculado utilizando a equação do impulso: I = F * Δt Onde: F = força média exercida sobre o atirador Δt = tempo de atuação da força (que é igual a 0,05s, conforme o enunciado) Como o impulso é igual à variação do momento linear, podemos utilizar a mesma equação do item (a) para calcular o momento linear da arma: m1 * v1 = m2 * v2 Substituindo os valores, temos: 0,015 * 800 = 2 * v2 v2 = 0,06 m/s Assim, o momento linear da arma é: p = m2 * v2 p = 2 * 0,06 p = 0,12 kg.m/s Como o impulso é igual à variação do momento linear, temos: I = p I = 0,12 kg.m/s Portanto, o impulso transmitido ao ombro do atirador é de 0,12 kg.m/s. (c) A força média exercida sobre o atirador pode ser calculada utilizando a equação da força média: F = Δp/Δt Onde: Δp = variação do momento linear = p2 - p1 Δt = tempo de atuação da força (que é igual a 0,05s, conforme o enunciado) Substituindo os valores, temos: Δp = m2 * v2 - m2 * 0 Δp = 2 * 0,06 Δp = 0,12 kg.m/s Assim, a força média exercida sobre o atirador é: F = Δp/Δt F = 0,12/0,05 F = 2,4 N Portanto, a força média exercida sobre o atirador é de 2,4 N.