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ID
3846097
Banca
UERJ
Órgão
UERJ
Ano
2015
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Em um experimento que recebeu seu nome, James Joule determinou o equivalente mecânico do calor: 1 cal = 4,2 J. Para isso, ele utilizou um dispositivo em que um conjunto de paletas giram imersas em água no interior de um recipiente.
Considere um dispositivo igual a esse, no qual a energia cinética das paletas em movimento, totalmente convertida em calor, provoque uma variação de 2 ºC em 100 g de água. Essa quantidade de calor corresponde à variação da energia cinética de um corpo de massa igual a 10 kg ao cair em queda livre de uma determinada altura.
Essa altura, em metros, corresponde a:

Alternativas
Comentários
  • De acordo com o enunciado tem-se que:
    Q = m . cágua . t
    Q = 100g . 1 cal/g°C . 2ºC
    Q = 200 calorias = 200 . 4,2 = 840 joules

    Como a quantidade de calor Q corresponde à variação de energia cinética (Ec), tem-se:
    Q = Ec
    840 J = mgh
    840 J = 10kg . 10m/s² . h
    h = 8,4m

    Resposta C)

  • Essa questão envolve mecanica conservativa

    Primeiro a questão fala que que a variação de energia cinética é igual a quantidade de calor da agua de 100g a uma variação de temperatura 2 graus celsius: vamos lá:

    Primeiro acha quantidade de calor:

    Q=m.c.t

    Q=100.1.2

     

    Q=200calorias

     

    Só que tem que transforma a caloria em Joules

    1---------4,2

    200------J

    J=840Joules

    Agora é a relação entre mecanica conservativa, já que a energia cinética das paletas em movimento foi totalmente convertida em calor

    EM,antes= EM,depois

    Abrindo:

    Ep,antes + Ec,depois = Ep,depois+ Ec,depois

    Agora é uma questão de atenção e interpretação.

    A variaçao da energia cinética é igual a 840 J

    E a  (Ep,depois) é nula, pois o corpo ao atingir o solo fica sem altura, h=0.

    Agora é só aplicar a formula

    Ep,antes =840

    m.g.h=840

    100h=840

    h=8.4 metros.

    Alternativa C

    Espero ter ajudado.

  • Q = m.c.Δt

    Q = 100.1.2

    Q = 200 cal

    Precisamos passar para joules

    J = 200.4,2

    J = 840

    Ec = m.v²/2

    840 = 10.v²/2

    84 = v²/2

    v² = 168

    Já sabemos a velocidade que o corpo bate no chão. Agora é só calcular o ΔS.

    v² = vo² + 2.a.ΔS

    168 = 0² + 2.10.ΔS

    20ΔS = 168

    ΔS = 8,4 m

    GABARITO: LETRA C