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O uso de arco e flecha remonta a tempos anteriores à história escrita. Em um arco, a força da corda sobre a flecha é proporcional ao deslocamento x.
Qual a velocidade que a flecha atingiria, em m/s, ao abandonar a corda?
(A) 5 x 10^3.
(B) 100.
(C) 50.
(D) 5.
(E) 10^1/2.
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Praticando Para o Saber

há 7 meses

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há 7 meses

Para determinar a velocidade da flecha ao abandonar a corda do arco, precisamos considerar a relação entre a força aplicada e a energia cinética que a flecha adquire. A força da corda é proporcional ao deslocamento \( x \), o que sugere que estamos lidando com um sistema elástico, como uma mola. A energia potencial armazenada no arco (quando esticado) é convertida em energia cinética da flecha ao ser liberada. A fórmula da energia potencial elástica é: \[ E_p = \frac{1}{2} k x^2 \] onde \( k \) é a constante elástica do arco e \( x \) é o deslocamento. A energia cinética da flecha ao abandonar a corda é dada por: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \] onde \( m \) é a massa da flecha e \( v \) é a velocidade. Igualando as duas energias (considerando que toda a energia potencial se transforma em energia cinética): \[ \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} m v^2 \] Podemos simplificar e resolver para \( v \): \[ k x^2 = m v^2 \] \[ v^2 = \frac{k x^2}{m} \] \[ v = \sqrt{\frac{k x^2}{m}} \] Sem valores específicos para \( k \), \( x \) e \( m \), não podemos calcular um valor exato. No entanto, analisando as alternativas dadas, a velocidade da flecha ao abandonar a corda geralmente varia entre 10 m/s a 100 m/s em arcos comuns. Dentre as opções apresentadas, a mais razoável e comum para a velocidade de uma flecha ao ser disparada é: (B) 100.

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