Piita preguntado en Ciencias y matemáticasFísica · hace 1 década

ayuda con este ejercicio (fisica)?

hola!, me pueden ayudar con este ejercicio de fisica?:

Una bala de 200 gramos de masa que viaja a 100 m/s impacta en una pared penetrando 5 centímetros en ella. ¿Qué esfuerzo opuso la pared?

De antemano muchas gracias

Actualización:

ya se me ocurrio como sacar el ejercicio xD , pero de todas formas se los dejo para que se entretengan =P

7 respuestas

Calificación
  • hace 1 década
    Mejor Respuesta

    Se puede hacer de distintas formas.

    Una es por el camino de la energía:

    El trabajo que hace la pared para frenar la bala es la fuerza que le opone por la distancia que ésta penetra:

    W = - F d

    El signo menos tiene en cuenta ue dicha fuerza se opone al movimiento de la bala, o bien de aplicar:

    W = F d cos 180º,

    siendo 180º el ángulo entre la fuerza aplicada y el desplazamiento de la bala.

    cos 180º = -1

    y esto lleva a la primera expresión.

    Suponemos que la bala incide y penetra horizontalmente, entonces su variación de energía potencial es cero.

    El trabajo que hace una fuerza externa sobe un cuerpo en movimiento es igual a la variación de la energía que le produce, en este caso el trabajo que realiza la pared sobre la bala es el cambio de energía cinética (más cambio de energía potencial, pero este cambio es cero) entonces:

    W = Δ Ec

    Sabiendo que vf = 0, y vo = 100 m/s, y m = 200g:

    W = ½ m (vf² - vo²)

    - F * 0.05 m = ½ 0.2 kg (0² - 100²) m²/s² = - 1000 J

    F = -1000 J / (-0.05 m)

    F = 20000 N

    ===========

    = = = = = = = = = = = = =

    Otra forma es como indica la primera respuesta seria (anel0001), es decir que plantea la solución a esto y no cualquier otra cosa:

    La aceleración media (que será una desaceleración) de la bala desde que comienza a penetrar la pared hasta que se frena a los 5cm está dada por:

    vf² - vo² = 2 a (xf-xo) = 2 a d

    (es decir d es la diferencia de posiciones inicial, xo, cuando comienza a penetrar la pared y por eloo comienza la desaceleración, y xf, = 5cm cuando vf=0)

    0² - 100² m²/s² = 2 a * 0.05m

    a = -10000 / 0.10 = -100000 m/s²

    F = m a = 0.2 kg (-100000) m/s²

    F = -20000 N

    ===========

    El signo (-) indica que se opone al movimiento. En el caso anterior quedó positiva porque al plantear el trabajo ya habíamos asumido que se oponía, entonces el resultado positivo indicaba que se había supuesto correctamente.

    = = = = = = = = = = = = =

    Y una tercera forma que es una variante más de lo mismo en lo cinético, pero que implica aplicar otro concepto importante: impulso y cantidad de movimiento.

    El tiempo que requiere la bala para desacelerarse desde el impacto hasta que se frena...

    xf = xo + vo t - ½ a t²

    vf = vo - a t

    sist. de 2 ec. con 2 incógnitas

    si se despeja t de la segunda y se reemplaza en la primera obtienes la expresión mostrada vf²-vo² = 2 a (xf-xo)

    (al ya asignarle signo negativo al término de la aceleración en este caso daría: vo²-vf² = 2 a d)

    si en cambio despejamos a de la segunda:

    a = (vo-vf) / t

    luego:

    d = xf - xo = vo t - ½ [ (vo-vf) / t ] * t²

    = [ vo - ½ (vo-vf) ] t = ½ (vo-vf) t

    de donde:

    t = 2 d / (vo-vf)

    t = 0.10m / 100 m/s = 0.001 s

    El impulso que le imprime la pared a la bala es igual a la variación de su cantidad de movimiento:

    F t = Δp = m vf - m vo = - m vo = - 0.2 kg * 100 m/s

    F = - 0.2 * 100 / 0.001 kg m/s²

    F = -20000 N

    ===========

    De nuevo F se opone al movimiento y por ello da negativa.

    De todas ellas la primera a mi modo de ver es la forma más sencilla de plantearlo y por ello la mejor solución. Yo tuve que interrumpir hace un rato mi planteo y ya otro meritoriamente te dio esta forma de solución.

    Saludos!

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  • boven
    Lv 4
    hace 3 años

    A.- (Vo + Vf)/2 = velocidad media entonces... (5m/s + 3m/s)/2 = 4m/s Por qué entre 2?, porque es l. a. suma de tus velocidades entre el número que sean, 3, 4, 5, etc. B.- tienes que usar vectores, tienes que sacar el ángulo con l. a. tangente. ángulo = tan^-a million(5/4)=51.3° pero eso lo estas calculando hacia l. a. corriente, entonces como es en sentido contrario se lo restas a one hundred eighty° y te queda un ángulo de 128.6° C.- no le entiendo muy bien a tu problema, no se si lo redactaste bien, si puedes revisarlo y volverlo a poner con gusto te ayudo, ya que eso de "a=-3v" es ilógico porque no dan las mismas unidades. saludos

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  • hace 1 década

    calculas la energia cinetica que lleva la bala. Al impactar contra la pared, passa esa energia la pared, probablemente en forma de calor. Por lo tanto tendras 1000J en la pared, si quieres la fuerza, 1000/0.05m=20000 N, si queres la acceleracion 20000/0.2= -100.000. m/s2

    adioss

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  • hace 1 década

    calculas la desaceleracion

    Vf2-Vi2=2ad

    a=100000 m/s2

    y lo multiplicas por la masa

    F=ma

    F=20000 N

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  • Anónimo
    hace 1 década

    Qué es eso? por qué envian ese mensaje?. (I'm sorry no te puedo responder porque de hecho casi pierdo física y hubiera sido la primera materia perdida en mi vida, aunque si encuentro la respuesta a eso te la digo con gusto lueguito)

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  • hace 1 década

    Me siento en la obligación de enviar este mensaje, es extraño pero funciona!! Envía este mensaje a 10 personas y después ves a la web http://zzz.totmania.net y verás escrito el nombre de la persona que te ama. Solo pierdes unos pocos segundos y te evitarás muchos males de amor.

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  • Anónimo
    hace 1 década

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