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Um projétil de 60 g é disparado em direção a uma placa de fibra com espessura de 200 mm. Se o projétil atinge a placa perpendicularmente com uma velocidade de 600 m/s e emerge do outro lado com uma velocidade de 300 m/s, o módulo do valor médio da força de resistência que a placa aplica no projétil é de

(A) 2 x 10³ N.
(B) 10 x 10³ N.
(C) 20,25 x 10³ N.
(D) 40,5 x 10³ N.
(E) 50 x 10³ N.
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Questões Para o Saber

ano passado

Respostas

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ano passado

Para calcular a força de resistência que a placa aplica no projétil, podemos usar o princípio da conservação da quantidade de movimento e a fórmula da força média. 1. Dados do problema: - Massa do projétil (m) = 60 g = 0,06 kg - Velocidade inicial (v₀) = 600 m/s - Velocidade final (v) = 300 m/s - Espessura da placa (d) = 200 mm = 0,2 m 2. Mudança na quantidade de movimento (Δp): \[ \Delta p = m \cdot (v - v₀) = 0,06 \cdot (300 - 600) = 0,06 \cdot (-300) = -18 \, \text{kg m/s} \] 3. Tempo (t) que o projétil leva para atravessar a placa: A velocidade média durante a passagem pode ser considerada como a média das velocidades inicial e final: \[ v_{média} = \frac{v₀ + v}{2} = \frac{600 + 300}{2} = 450 \, \text{m/s} \] O tempo que o projétil leva para atravessar a placa é: \[ t = \frac{d}{v_{média}} = \frac{0,2}{450} \approx 0,000444 \, \text{s} \] 4. Força média (F): A força média é dada pela variação da quantidade de movimento dividida pelo tempo: \[ F = \frac{\Delta p}{t} = \frac{-18}{0,000444} \approx -40500 \, \text{N} \] O módulo da força é: \[ |F| \approx 40,5 \times 10^3 \, \text{N} \] Portanto, a alternativa correta é: (D) 40,5 x 10³ N.

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