Pêndulo Balístico - velocidade do projétil (bala) de uma arma

Através do clássico experimento denominado de pêndulo balístico, é demonstrado uma das maneiras de se prever a velocidade de um projétil (bala) de uma arma, muito antes de existirem os sensores eletrônicos. O Pêndulo Balístico nada mais é do que uma ‘caixa de madeira ou de areia pendurada”, podendo pendular livremente quando um objeto qualquer colide com ele. Para determinar a velocidade com que um projétil (bala) colide com o pêndulo balístico, serão utilizados dois princípios físicos extremamente importantes, e amplamente utilizados no desenvolvimento de diversas teorias e modelos na física, o princípio da conservação da energia (mecânica) e o da conservação do momento linear.

O tratamento físico dado nesse vídeo, é voltado a dinâmica da partícula, onde os corpos envolvidos no problema são considerados pontuais, e não giram em torno de seus próprios centros de massa. Além disso, será considerado que a colisão do projétil (bala) com o pêndulo balístico é aquela denominada de colisão perfeitamente inelástica (aquela em que os corpos permanecem grudados após a colisão), e que não há perda de energia (como por exemplo, perdas de energia devido ao atrito).

Uma breve e sucinta contextualização sobre conservação da energia mecânica, energia cinética, energia potencial gravitacional e conservação do momento linear são feitas, a fim de possibilitar ao espectador, mesmo que não possua conhecimentos profundos em física, o acompanhamento e entendimento de toda a discussão realizada.

O problema é dividido em três momentos: exatamente antes da colisão, exatamente após a colisão, e, quando o pêndulo com a bala encravada alcançam a altura máxima. Do primeiro para o segundo momento há a conservação do momento linear, e a aplicação da equação relacionada a esse princípio físico é utilizada. Do segundo para o terceiro momento, há a conservação da energia mecânica, e também, a aplicação desse princípio físico equacionado é utilizado. E por fim, através da combinação desses dois princípios físicos, é demonstrado que a velocidade com que o projétil colide no pêndulo, pode ser descoberta em função da massa do projétil (bala), da massa do pêndulo e da altura máxima que o sistema (pêndulo mais projétil) alcança após a colisão.

Exercício de física envolvendo conservação da energia mecânica e conservação do momento linear são muito comuns de aparecerem em questões de provas de cursos de superiores ciências exatas como graduação em matemática, física, química e engenharias. Também é muito comum em provas de física do ensino médio e em provas de concursos públicos como vestibulares e enem.

Confere aí! Que com certeza esse vídeo vai lhe agregar mais conhecimento ainda!

Confere aí a demonstração!

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Pesquisas Relacionadas:
pêndulo balístico,
velocidade de um projétil,
conservação da energia mecânica,
conservação do momento linear,
conservação da quantidade de movimento,
colisão perfeitamente inelástica.

00:00 - Introdução
00:22 - Contextualização do problema
02:40 - Conservação da Energia mecânica
04:14 - Conservação do momento linear
06:05 - Determinação da velocidade do projétil