Question

Um projétil de 10g de massaa é atirado contra uma parede de 20cm de espessura atingindo-a com velocidade de 400m/s. O projétil, apesar da força de resistência da parede, consegue atravessá- lá e emerge com velocidade de 50m/s. Pergunta-se:

a) qual o trabalho da força, suposta constante, de resistência da parede? Qual a intensidade da força de resistência?

Answer 1

m = 10 g = 0,01 kg;
vi = 400 m/s;
vf = 50 m/s...
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------


Aqui não há conservação de energia mecânica (Em)...
A Em inicial da bala é apenas a energia cinética... com a colisão, parte dessa Em inicial será conservada (Em final - a bala continuará com Ec), mas parte será dissipada pelo trabalho da força de resistência da parede (Wp). Logo:

Emi = Emf + Wp >>> Como ambas Em's são apenas Ec's, logo:
Eci = Ecf + Wp

Fórmula da Ec: m*v² / 2
m*vi² / 2 = m*vf² / 2 + Wp



0,01*400² / 2 = 0,01*50² / 2 + Wp
0,001*160000 / 2 = 0,001 * 2500 /2 + Wp
800 = 1,2,5 + Wp
800- 12,5 = Wp
787,5 Joules = Wp

 Trabalho = força * deslocamento* cosseno do ângulo formado entre a deslocamento e a força...
A força desse trabalho calculado será justamente a força de resistência da parede... como o projétil conseguiu emergir na parede, ou seja, atravessá-la, logo, o deslocamento em que essa força atuou será justamente toda a espessura da parede.
(Ou seja, a força atuou durante toda a passagem do projétil pela parede, e como o projétil atravessou a mesma, ele percorreu toda a sua espessura)..

Força dissipativa, força  e deslocamento horizontais mas opostos em sentido = ângulo de 180°.

                   
W = f*d*cos Θ
W = Wp = 787,5 J;
d = 20 cm = 0,2 m;
θ = 180°;
f = ???...


787,5 = f * 0,2 * cos 180°
787,5 = f * 0,2 *( -1)
787,5 = f * (-0,2)
787,5 / (-0,2) = f
-3937,5 = f

Logo, força de resistência = -3937,5 N (força dissipativa).


Acho que é isso...