¿Que fuerza promedio se necesita para detener una bala de 0,15 kg que lleva una velocidad de 200 m/s en una distancia de 0,3 metros
Respuestas a la pregunta
(E:energia) E mecanica constante
decimos que la E inicial = E final
E inicial:
solo tenemos que la bala ya esta en movimiento con un velocidad de 200 m/s y una masa de 0.15kg .
entonces tendrá E cinética =(1/2)*(masa)*(velocidad)²
E inicial=(1/2)*(0.15kg)*(200m/s)²=3000J
ahora para la E final:
sabemos que se detendra la bala entonces no tendra velocidad tampoco consdideramos la energia potencial ya que estamos en el mismo nivel o sea van a tener la misma altura al inicio y al final ..
pero como lo relacionamos (pero la energia no se crea ni se destruye solo se transforma )
entonces esa energia que tiene la bala al inicio pasara a ser parte del trabajo que hara la fuerza para que lo detenga entonces:
3000J=(fuerza)*(distancia)
3000J=(fuerza)*(0.3m)
10000N=FUERZA
NOTA: fuerza(N) por distancia(m) es el trabajo(N*m) que tambien se expresa en J(joule)
Se debe aplicar una fuerza promedio de 10000 N, en sentido contrario al desplazamiento de la bala, para detener la bala.
Explicación:
Para detener la bala se debe realizar un trabajo igual a la energía que tiene la bala. La bala tiene energía cinética, por tanto:
Ec = W
El trabajo, para este caso, se define como:
Ec = F·d·cos(180º)
*Observación: el ángulo es de 180º porque la fuerza se debe aplicar, para detener la bala, en sentido contrario al desplazamiento de la bala.
Definimos la energía cinética:
(1/2)·m·V² = -F·d
Sustituimos los datos y despejamos la fuerza:
(1/2)·(0.15 kg)·(200 m/s)² = -F·(0.3 m)
3000 J = -F·(0.3 m)
F = -10000 N
Por tanto, se debe aplicar una fuerza de 10000 N en sentido contrario al desplazamiento de la bala.
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