Um projétil, de massa m = 10 g, feito de metal de calor específico c = 0,10 cal/(g.ºC), atinge um colete à prova de bala com velocidade v = 600 m/s, parando antes de atravessá-lo. O equivalente mecânico do calor é admitido com o valor 4,2 J/cal e o colete é tido como adiabático. A quantidade de calor dissipada integralmente no projétil deve elevar a temperatura dele, em ºC, de aproximadamente
Um projétil, de massa m = 10 g, feito de metal de calor específico c = 0,10 cal/(g.ºC), atinge um colete à prova de bala com velocidade v = 600 m/s, parando antes de
atravessá-lo. O equivalente mecânico do calor é admitido com o valor 4,2 J/cal e o colete é tido como adiabático. A quantidade de calor dissipada integralmente no projétil deve elevar a temperatura dele, em ºC, de aproximadamente
- A)360.
- B)430.
- C)480.
- D)300.
- E)390.
Resposta:
A alternativa correta é B)
Um projétil, de massa m = 10 g, feito de metal de calor específico c = 0,10 cal/(g.ºC), atinge um colete à prova de bala com velocidade v = 600 m/s, parando antes de atravessá-lo. O equivalente mecânico do calor é admitido com o valor 4,2 J/cal e o colete é tido como adiabático. A quantidade de calor dissipada integralmente no projétil deve elevar a temperatura dele, em ºC, de aproximadamente
Para resolver essa questão, precisamos calcular a variação de energia cinética do projétil e, em seguida, converter essa energia em calor. A variação de energia cinética é dada pela equação ΔE = (m × v²) / 2. Substituindo os valores dados, temos ΔE = (10 g × 600 m/s²) / 2 = 1800 J. Agora, para converter essa energia em calor, dividimos a variação de energia cinética pelo equivalente mecânico do calor (4,2 J/cal): Q = ΔE / 4,2 = 1800 J / 4,2 J/cal = 429 cal.Finalmente, para encontrar a variação de temperatura do projétil, dividimos a quantidade de calor dissipada pela massa do projétil e pelo calor específico do metal: ΔT = Q / (m × c) = 429 cal / (10 g × 0,10 cal/(g.ºC)) = 429 cal / 1 cal/ºC = 429 ºC. Portanto, a temperatura do projétil aumenta em aproximadamente 430 ºC.
- A)360.
- B)430.
- C)480.
- D)300.
- E)390.
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