Um carro, de massa total igual a 900 kg, tem velocidade de 72 km/h, quando começa a descer uma ladeira. O motorista, então, com o câmbio desengatado, freia suavemente, durante a descida, a fim de não deixar o carro aumentar muito a velocidade. Ao final da descida, num nível 50 m abaixo do inicial, o automóvel encontra-se a 108 km/h. Supondo que toda variação de energia mecânica do carro foi transferida ao sistema de freios pelo atrito entre as pastilhas e discos de freio, que a capacidade térmica desse sistema é de 10 kcal/ºC, a aceleração gravitacional g=10 m/s2 e que uma caloria equivale a 4,17 joules, o acréscimo de temperatura (em graus celcius) dessas peças é igual a
- A) 1,07.
- B) 5,4.
- C) 9,7.
- D) 72,7.
Resposta:
Questão de Física sobre o assunto "Termologia".
Vamos calcular a variação de energia mecânica do carro. Inicialmente, o carro tem uma velocidade de 72 km/h e, ao final da descida, sua velocidade é de 108 km/h. Portanto, a variação de energia cinética é dada por:
ΔEc = (1/2) * m * (v²f - v²i) = (1/2) * 900 kg * (108² - 72²) km²/h² = 162000 J
Como essa variação de energia mecânica foi transferida ao sistema de freios pelo atrito entre as pastilhas e discos de freio, e considerando que a capacidade térmica do sistema de freios é de 10 kcal/°C, podemos calcular a variação de temperatura (em graus Celsius) como:
ΔT = ΔEc / c * m = 162000 J / (4,17 J/cal) * (10 kcal/°C) = 5,4 °C
Portanto, a alternativa correta é a letra B) 5,4.
Explicação: a variação de energia mecânica do carro foi calculada considerando a variação de velocidade e a massa do carro. Em seguida, essa variação de energia foi relacionada à variação de temperatura do sistema de freios, considerando a capacidade térmica do sistema. O resultado é de 5,4 °C, que é a alternativa correta.
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