Calculadora do Pêndulo Balístico (Velocidade de um Projétil)
Velocidade de uma bala ou bola a partir de quanto oscila um bloco suspenso depois de a apanhar, com a altura atingida e a parte da energia perdida no impacto.
Resultados
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O que faz esta ferramenta
O pêndulo balístico divide um problema rápido em dois fáceis: a captura é uma colisão perfeitamente inelástica, em que o momento linear se conserva mas a energia não, e a oscilação que se segue é uma subida normal em que a energia se conserva. Voltando atrás a partir da altura obtém-se a velocidade do bloco e daí a do projétil. A maior parte da energia do projétil perde-se no impacto, a fração M ÷ (m + M), que para uma bala leve num bloco pesado é quase toda. É por isso que a oscilação do bloco parece minúscula comparada com a energia que lhe foi disparada.
Fórmula
m v = (m + M) V · ½ V² = g h · h = L (1 − cos θ) · v = (m + M) ÷ m × √(2 g L (1 − cos θ))
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
mb | Massa do projétil | g |
bm | Massa do bloco do pêndulo | kg |
ll | Comprimento do pêndulo | m |
th | Ângulo máximo de oscilação | ° |
V | Velocidade do projétil | m/s |
H | Altura a que o bloco sobe | cm |
VA | Velocidade do bloco com o projétil logo após o impacto | m/s |
LS | Parte da energia do projétil perdida no impacto | % |
KE | Energia cinética do projétil | J |
Exemplo resolvido
- Massa do projétil10 g
- Massa do bloco do pêndulo2 kg
- Comprimento do pêndulo1 m
- Ângulo máximo de oscilação15 °
- Velocidade do projétil164,3 m/s
- Altura a que o bloco sobe3,41 cm
- Velocidade do bloco com o projétil logo após o impacto0,818 m/s
- Parte da energia do projétil perdida no impacto99,50 %
- Energia cinética do projétil135 J
Limitações
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.