Question

Una bala de 20 g choca contra un banco de fango. Cómo se muestra en la figura , y penetre una distancia de 6 cm antes de detenerse. Calcule la fuerza de freno f, si la velocidad de entrada fue de 80 m/s

Answer 1

Hola. 

Asumo que el movimiento es perfectamente horizontal (porque te ha faltado la figura). Definimos el vector impulso:

I = Δp

Que es el cambio en la cantidad de movimiento lineal. Ahora utilizamos la segunda ley de Newton en función del vector p y despejamos la fuerza neta promedio:

$F= \frac{dp}{dt}$

$p_{f}- p_{0}= \int {F} \, dt$

Lo que en términos de la fuerza externa promedio me queda:

 Δp = FΔt

Esta fuerza será la fuerza de fricción promedio que hará que la bala se frene hasta llegar a velocidad cero. De esta ecuación conocemos todo menos el tiempo que podemos determinarlo de:

$s= (\frac{ v_{0} + v_{f} }{2} )t$

Reemplazo:

$0.06= (\frac{80+0}{2})t$

$t=1.5* 10^{-3} s$

Ahora puedo usar el teorema de arriba:

$m v_{f}-m v_{0} =F*t$

$-(0.02)(80)=F(1.5* 10^{-3} )$

$F=-1066.7N$

La magnitud de la fuerza de fricción es de 1066.7 Newtons, saludos.