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O pêndulo balístico, inventado no século XIX, é um dispositivo bastante preciso na determinação da velocidade de projéteis e é constituído por um b...

O pêndulo balístico, inventado no século XIX, é um dispositivo bastante preciso na determinação da velocidade de projéteis e é constituído por um bloco, geralmente de madeira, suspenso por dois fios de massas desprezíveis e inextensíveis, conforme mostrado a seguir. Para o pêndulo da figura, considere que o projétil tenha massa de 50 g e o bloco de 5 kg e que, após ser atingido pelo projétil, o bloco alcança uma altura h 20 cm.= Determine a velocidade do projétil no instante em que atinge o bloco. (Faça 2g 10 m s ).=

a) 202 m s.
b) 212 m s.
c) 222 m s.
d) 242 m s.
e) 252 m s.

Essa pergunta também está no material:

09 27 - Lista - Colisões, explosões e decaimentos (parte 2)
6 pág.

Enem Escola Colegio Estadual Barao Do Rio BrancoEscola Colegio Estadual Barao Do Rio Branco

Respostas

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação do momento linear. Antes da colisão, temos apenas o projétil em movimento, e após a colisão, temos o projétil e o bloco em movimento. Como não há forças externas atuando no sistema, o momento linear total antes e depois da colisão deve ser o mesmo. Assim, podemos escrever: m_projétil * v_projétil = (m_projétil + m_bloco) * v_final onde v_projétil é a velocidade do projétil antes da colisão e v_final é a velocidade do sistema (projétil + bloco) após a colisão. Podemos calcular a velocidade final do sistema a partir da altura alcançada pelo bloco após a colisão. Como a energia mecânica é conservada, podemos escrever: m_projétil * v_final^2 + m_bloco * v_final^2 = (m_projétil + m_bloco) * g * h Substituindo os valores dados, temos: 50 g * v_final = (50 g + 5 kg) * sqrt(2 * 10 m/s^2 * 0,2 m) v_final = 2 * sqrt(2 * 10 m/s^2 * 0,2 m) = 2 * 2 m/s = 4 m/s Assim, podemos calcular a velocidade do projétil: 50 g * v_projétil = (50 g + 5 kg) * 4 m/s v_projétil = 212 m/s Portanto, a alternativa correta é a letra b).

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