Um projétil de massa atinge perpendicularmente uma parede com a velocidade e penetra na direção do movimento.

(Considerando constante a desaceleração do projétil na parede)

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ITA IIIT 08/12/2021 11:50
$• \ \text{Solução I:}$ $\color{royalblue}{\text{Trabalho Total}}$ \begin{matrix} W_T = \Delta E_c &,& 10 \ \pu{cm} = 0,1 \ \pu{m} &|& -F \cdot (0,1) = {{\dfrac{m \cdot 0^2}{2}}} -{{\dfrac{m\cdot 400^2}{2}}} &\therefore& F = 4000 \ \pu{N} \end{matrix}Para o caso em que $V=600\pu{m/s}$: \begin{matrix} -4000\cdot x = {{\dfrac{m\cdot 0^2}{2}}} -{{\dfrac{m\cdot 600^2}{2}}} &\Rightarrow&x = 0,225 \ \pu{m} &\therefore&\fbox{$x = 22,5\ \pu{cm}$} \end{matrix} $• \ \text{Solução II:}$ $\color{royalblue}{\text{Torricelli }}$ \begin{matrix} V^2 = V_0^2 + 2\cdot a\cdot \Delta x &\Rightarrow& 0^2 = 400^2 + 2\cdot (-a)\cdot (0,1) &\therefore& a = 8\cdot 10^5 \end{matrix}Para o caso em que $V=600\pu{m/s}$: \begin{matrix} 0^2 = 600^2 + 2\cdot (-8\cdot 10^5)\cdot x &\therefore& \fbox{$x = 22,5 \ \pu{cm}$} \end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (C) \end{matrix}
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Artur Gilson 06/04/2024 16:28
Seja $a$ a desaceleração do projétil na parede , $d = 10 \text{ cm}$ , $v_{1} = 400 \text{ m}/\text{s}$ , $v_{2} = 600 \text{ m}/\text{s}$ e $x$ a penetração máxima no caso em que a velocidade do projétil é igual a $600 \text{ m}/\text{s} $ Utilizando torricelli podemos concluir que $(0)^2 = (v_{1})^2 - 2ad = 0 = (400)^2 - 2a \cdot (10 \cdot 10^{-2}) \implies \boxed{a = 8 \cdot 10^{5} \text{ m}/\text{s}^2}$ No caso em que a velocidade do projétil é igual a $600 \text{ m}/\text{s} $ temos que $(0)^2 = (v_{2})^2 - 2ax = 0 = (600)^2 - 2 \cdot 8 \cdot 10^5 \cdot x \implies 16 \cdot 10^5 \cdot x =36 \cdot 10^4 $ $\implies x =0,225 \text{ m} = \boxed{x = 22,5 \text{ cm}} $ Portanto , se a velocidade do projétil fosse igual a $600 \text{ m}/\text{s}$ , então a penetração seria de $22,5 \text{ cm}$ $\textbf{Resposta : Alternativa C}$
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