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No interior de São Paulo ocorre uma tragédia familiar. Um garoto de 26 kg de massa cai em queda livre do 14.º andar de um prédio, projetando-se no solo de uma altura de 42 m. No impacto com o solo, toda a energia cinética é convertida em energia térmica para aquecimento do corpo do garoto em 2 oC. A aceleração da gravidade local tem o valor 10 m∕s2 e o equivalente mecânico do calor é de 4,2 J/cal. A capacidade térmica do corpo do garoto, em cal/ oC, deve ser de
- A) 1,3•10 3
- B) 6,5•10 2
- C) 1,3•10 2
- D) 1,3•10 4
- E) 6,5•10
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Resposta:
A alternativa correta é letra A) 1,3•10
3
A energia convertida em térmica estava, inicialmente, armazenada no corpo do garoto em forma de energia potencial gravitacional e, portanto, pode ser calculada por:
E_p = m cdot g cdot H
E_p = 26 cdot 10 cdot 42
E_p = 10920 mbox{ J}
Conversão de unidade (J → cal)
1 mbox{cal} → 4,2 mbox{ J}
Q mbox{ cal} → 10920 mbox{ J}
Q = 2600 mbox{ cal}
Cálculo da capacidade térmica (C):
Q = C cdot Delta T
C = {Q over Delta T}
C = {2600 over 2}
C = 1300 mbox{ cal/ºC}
C = 1,3 cdot 10^3 mbox{ cal/ºC}
Resposta: Alternativa A
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