Um jovem lança um bloco de alumínio de massa 80g, o cuja temperatura inicial é de 20 C, sobre uma superfície áspera. O coeficiente de atrito dinâmico entre a base do bloco e a superfície vale 0,3. O bloco, no momento que se separou da mão do garoto, tinha velocidade inicial de 10m/s e deslizou por 3,33s até parar. Suponha que toda a energia desse movimento tenha sido convertida em energia térmica e que 20% dela tenha sido absorvida pela superfície de deslizamento. A variação de temperatura do bloco, na escala Fahrenheit, será de

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Respostas

2014-01-18T18:19:23-02:00
Resposta

Primeiro a força normal

N = m*g
N = 0,08*10
N = 0,8N

Agora a força de atrito cinetico

Fac = Uc*N
Fac = 0,3*0,8
Fac = 0,24N

Agora a celeração com a força resultante é igual a força de atrito cinetico

Fr = Fac
m*a = 0,24
0,08a = 0,24
a = 0,24/0,08
a = 3m/s²

O deslocamento

Vf² = Vi² + 2a*d
0² = 10² + 2*3*d
0 = 100 + 6d
6d = 100
d = 100/6
d = 16,67m

Trabalho

Tr = F*d
Tr = 0,24*16,67
Tr = 4,0008j

Somente 80 por cento desta energia é absorvida pelo bloco

100     4,0008
80              x
x = 80*4,0008/100
x = 3,2 J

Agora em calorias

1cal   4j
 x      3,2J
x = 3,2/4
x = 0,8 cal

Equação fundamental da calorimetria
c = coeficiente de dilatação termica do aluminio = 0,2cal/g°C

Q = m*c*t
0,8  = 80*0,2 * Tf-20
0,8 = 16 * Tf-20
0,8 = 16Tf - 320
16Tf = 0,8 + 320
16Tf = 320,8
Tf = 320,8/16
Tf = 20,05 ºC

DeltaT = Tf-Ti
DeltaT = 20,05-20
DeltaT = 0,05ºC

Em Fahrenheit 

Tc/5=Tf/9
0,05/5 = Tf/9
0,01 = Tf/9
Tf/9 = 0,01
Tf = 0,01.9
Tf = 0,09°F


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