• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Física
    Como você calcula a velocidade de recolhimento

    Os proprietários de armas geralmente estão interessados na velocidade de recolhimento, mas não são os únicos. Existem muitas outras situações em que é uma quantidade útil saber. Por exemplo, um jogador de basquete que arremessa o arremesso pode querer saber sua velocidade para trás depois de soltar a bola para evitar colidir com outro jogador, e o capitão de uma fragata pode querer saber o efeito que a liberação de um barco salva-vidas tem sobre a bola. No espaço, onde as forças de atrito estão ausentes, a velocidade de recuo é uma quantidade crítica. Você aplica a lei da conservação do momento para encontrar a velocidade de recuo. Essa lei é derivada das Leis do Movimento de Newton.

    TL; DR (Muito Longo; Não Lê)

    A lei de conservação do momento, derivada das Leis do Movimento de Newton, fornece uma equação simples para calcular a velocidade de recuo. É baseado na massa e na velocidade do corpo ejetado e na massa do corpo que recua.
    Lei da Conservação do Momento
    A Terceira Lei de Newton afirma que toda força aplicada tem uma reação igual e oposta. Um exemplo comumente citado ao explicar essa lei é o de um carro em alta velocidade batendo em uma parede de tijolos. O carro exerce uma força na parede, e a parede exerce uma força recíproca no carro que o esmaga. Matematicamente, a força incidente (F I) é igual à força recíproca (F R) e atua na direção oposta: F I \u003d - F R.

    Newton's A Segunda Lei define força como aceleração do tempo de massa. A aceleração é uma mudança na velocidade (∆v ÷ ∆t), então a força pode ser expressa F \u003d m (∆v ÷ ∆t). Isso permite que a Terceira Lei seja reescrita como m I (∆v I ∆t I) \u003d -m R (∆v R (∆v R ÷t R ) Em qualquer interação, o tempo durante o qual a força incidente é aplicada é igual ao tempo durante o qual a força recíproca é aplicada, portanto t I \u003d t R e o tempo podem ser fatorados fora da equação. Isso deixa:

    m I∆v I \u003d -m R∆v R

    Isso é conhecida como lei da conservação do momento.
    Calculando a velocidade de recolhimento

    Em uma situação típica de recolhimento, a liberação de um corpo de massa menor (corpo 1) tem impacto em um corpo maior (corpo 2). Se ambos os corpos partem do repouso, a lei de conservação do momento determina que m 1v 1 \u003d -m 2v 2. A velocidade de recuo é tipicamente a velocidade do corpo 2 após a liberação do corpo 1. Essa velocidade é de

    v 2 \u003d - (m 1 ÷ m 2) v 1.
    Exemplo

  • Qual é a velocidade de recuo de um rifle Winchester de 8 libras depois de disparar uma bala de 150 grãos com uma velocidade de 2.820 pés /segundo?


    Antes de resolver esse problema, é necessário expressar todas as quantidades em unidades consistentes. Como um grão é igual a 64,8 mg, a bala tem uma massa (m R) em pés /segundo:

    v R \u003d - (m B Bm R) v B \u003d - (9,72 g ÷ 3.632g) • 2.820 pés /s \u003d -7,55 pés /s.

    O sinal de menos indica o fato de que a velocidade de recuo está na direção oposta à velocidade do bullet.

  • Uma fragata de 2.000 toneladas libera um barco salva-vidas de 2 toneladas a uma velocidade de 24 quilômetros por hora. Supondo um atrito desprezível, qual é a velocidade de recuo da fragata?


    Os pesos são expressos nas mesmas unidades, portanto, não há necessidade de conversão. Você pode simplesmente escrever a velocidade da fragata como v F \u003d (2 × 2000) • 15 mph \u003d 0,015 mph. Essa velocidade é pequena, mas não é desprezível. Tem mais de um pé por minuto, o que é significativo se a fragata estiver perto de uma doca.

  • © Ciência https://pt.scienceaq.com