Física

QUESTÃO

 

Uma bala de chumbo de massa 20,0 g, temperatura igual a 40,0ºC, movendo-se com velocidade de 540 km/h, colide com uma parede de aço de um cofre forte e perde toda a sua energia cinética.

 

Admitindo-se que 90% dessa energia tenha se convertido em calor, transferido para a massa da bala, esta sofrerá uma elevação de temperatura, em ºC, igual a:

(Considere o calor específico do chumbo 130 J/kgºC)

A) 35,4

B) 50,6

C) 77,9

D) 88,5

E) 94,4

 

RESOLUÇÃO

 

Primeiramente, vamos entender melhor a questão. Lembre-se: Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma.

 

A bala estava em movimento quando atingiu o cofre. O fato de a bala estar em movimento significa que ela possui Energia Cinética. Essa Energia (esse tipo específico) deixou de existir, pois a bala não continuou em movimento – parou presa ao cofre.

 

Segundo o enunciado, 90% dessa energia foi convertida/transformada em Calor (Energia Térmica). Os outros 10% sumiram??? Não. Eles foram transformados em algum outro tipo de energia. Uma possibilidade é Energia Sonora (afinal o impacto deve ter feito um baita barulho), mas o exercício não especifica o que exatamente aconteceu com estes 10%.

 

Logo, o exercício consiste em 3 passos:

 

1 – Calcular a Energia Cinética que havia na bala.

2 – Calcular a Energia Térmica (Calor) que surgiu (90% da Energia Cinética).

3 – Com a quantidade de Calor, calcular a elevação de temperatura.

 

Vamos aos cálculos (seguindo exatamente os passos acima)!

 

1) Energia Cinética (Ec)

 

Ec = m.v²/2

m = 20g = 0,020 kg.

V = 540 km/h = 540/3,6 m/s = 150 m/s

Logo:

Ec = 0,020 . (150)² / 2 = 225 Joules.

 

2) Energia Térmica (Calor) (Q)

Q = 90.225/100 = 202,5 Joules

Q = 202,5 J

 

3) Elevação de temperatura (DeltaT)

Q = m.c.DeltaT

c = 130 J/kgºC (dado do exercício)

202,5 = 0,020 . 130 . DeltaT

DeltaT = 77,9 celcius

 

RESPOSTA: C) 77,9