Question

Se dispara una bala de 3.0 g con una velocidad de 312.7 m/s contra un muro de 11 cm de espesor. Si la resistencia del muro al avance de la bala es de 429 N.

Calcula la velocidad de la bala después de atravesar el muro

Answer 1

RESOLUCIÓN.

Para resolver este problema hay que seguir los siguientes pasos:

1) Calcular la energía de la bala antes del impacto.

Se trata de energía cinética, cuya ecuación es:

Ec = m*V² / 2

Dónde:

Ec es la energía cinética.

m es la masa.

V es la velocidad.

Datos:

m = 3 g = 0,003 kg

V = 312,7 m/s

Sustituyendo los valores en la ecuación se tiene que:

Ec = 0,003*(312,7)²/2 = 146,672 J

La energía cinética de la bala es de 146,672 J.

2) Calcular el trabajo de resistencia (fricción) ejercido por la pared.

T = F*d

Dónde:

T es el trabajo.

F es la fuerza.

d es el espesor de la pared.

Datos:

F = 429 N

d = 11 cm = 0,11 m

Sustituyendo en la ecuación se tiene que:

T = 429*0,11 = 47,19 J

El trabajo realizado por la energía perdida por fricción es de 47,19 J. 

3) Determinar la energía cinética final de la bala.
 
La energía cinética final de la bala será la energía inicial menos la energía perdida por la resistencia de la pared. 

Energía cinética final de la bala = 146,672 - 47,19 = 99,482 J

4) Determinar la velocidad de salida de la bala.

Aplicando la ecuación de la energía cinética:

99,482 = 0,003*Vf²/2

Vf = 257,53 m/s

La velocidad de salida de la bala es de 257,53 m/s.