Un proyectil de 20 g choca contra un banco de lodo y penetra una distancia de 6 cm
antes de detenerse. Calcula la fuerza de frenado F si la velocidad de entrada fue de 80 m/s
Respuestas
Se tienen como datos la rapidez inicial y la rapidez final, además de la masa de la bala como la cantidad desplazada mientras se le aplica la fuerza. Por el teorema del trabajo y la energía se puede encontrar el valor de esa fuerza:
k2-k1 =1/2 (m)(v2^22-v1^2)
La rapidez v(2) es el estado final (0 m/s), y la rapidez v(1) es el estado inicial antes de entrar al banco de fango (80 m/s). La masa de la bala es 20 g = 0.02 Kg. Entonces:
½ (0.02kg)( (o^2)-(80^2))= -64 J
Ésto es igual al trabajo neto efectuado por todas las fuerzas. En éste caso, la única fuerza que actúa es la que detiene a la bala (la fricción del fluído viscoso):
W = F*d = ∆K = - 64 J
Con d = 6 cm = 0.06 m:
F = - 64 J / 0.06 m = - 1066.67 N
el signo negativo indica que la fuerza tiene sentido opuesto al desplazamiento