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Um pêndulo balístico está preso por uma haste desprezível e pode movimentar-se livremente sem perdas de energia devido ao atrito. Um projétil de arma de fogo é disparado contra o pêndulo, permanecendo ali alojado após o impacto. Considerando a massa do pêndulo M e do projétil m, e o impacto, capaz de elevar o centro de massa do pêndulo à uma altura h, podemos descrever a velocidade inicial do projétil (vp) por:
vp=[m/(M+m)]v
vp=[(M+m)/m](2gh)1/2
vp=(2gh)1/2
vp=[(M-m)/m](2gh)1/2
vp=[(M+m)/m]v