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Soluções para a tarefa
Explicação:
2º) A espectrometria de massa é uma técnica analítica muito utilizada na análise de medicamentos, uma vez que com ela é possível determinar a composição molecular de um dado medicamento, e com isso averiguar se ocorreram falhas na fabricação dos mesmos. Uma das abordagens mais utilizadas nas farmacêuticas é a espectrometria de massa por tempo de vôo, onde fragmentos de moléculas são ejetados da amostra e então acelerados devido a uma diferença de Potencial. Sabendo que a energia potencial elétrica ganha por uma certa molécula é de 2 10^(-13) J, que o molécula de move com velocidade constante e levou 5 10^(-6) segundos para percorrer uma distância de 0,4 metros, determine a massa da molécula.
Resposta
Sabemos que a energia potencial será convertida em cinética. Logo a energia cinética da partícula será 2 10^(-13) J. Sabemos que a energia cinética é dada por:
Ec = mv²/2
Temos que a velocidade da molécula é:
v = ∆x/∆t
v = 0,4/ 5 10^(-6)
v = (4/5) 10⁵ m/s
v = 8 10⁴ m/s
Temos então que:
Ec = m*(8 10⁴)²/2
Ec = (64 10⁸ * m)/2
Ec = 3,2 10⁹ m
Como sabemos que Ec = 2 10^(-13)J
2 10^(-13) = 3,2 10⁹ m
m = (2/3,2) 10^(-22)
m = 0,625 10^(-22) kg
m = 6,25 10^(-23) kg
3º) Suponha que ao quicar uma bolinha de borracha, de massa 0,1 grama, sobre um bloco de gelo pela perca 1/4 de sua altura. Suponha que a energia perdida é totalmente convertida em calor. Sabendo o 335 joules transformam 1 Grama de gelo em água, qual é a altura mínima necessária para que ao quicar a bolinha derreta 10 gramas de gelo? Qual a velocidade que a bolinha atinge o gelo nessa altura?
Resposta
Sabemos que a energia transmitida pela bolinha será um quarto da energia inicial. A energia inicial é puramente potencial gravitacional. Como querendo derreter 10g necessitamos de 335*10J = 3350 J, Logo:
Epg/4 = 3350
m*g*h = 4*3350
0,1*10*h = 13400
h = 13400 metros
Ao atingir o gelo toda a energia potencial será convertida em cinética logo. Com isso temos:
Epg = mgh
Epg = 0,1*10*13400
Epg = 13400 J
Como essa energia será convertida em cinética ao chegar ao solo a bolina terá:
Epg = Ec
Epg = mv²/2
13400 = 0,1*v²/2
26800 = 0,1v²
v² = 26800/0,1
v² = 268000
v = √268000
v = 20√670 m/s ≈ 518m/s