Question

um carro. de massa total e igual 1500 kg,viaja a 120 m/h,quando o motorista pisa no freio por alguns instantes e reduz a velocidade para 80 km/h.considerando se que toda energia cinética perdida pelo carro transformou-se em calor nas pastilhas e discos de freio do veículo, a quantidade de calor gerada durante a frenagem foi aproximadamente igual a?

Answer 1

vi = 120/3,6 ≈ 33 m/s
vf = 80/3,6 ≈ 22 m/s

Eci - Ecf = Tfat
Tfat = mv²/2 - mv²/2
= 1500.33²/2 - 1500.22²/2
= 816750 - 363000
= 453750 J

Q = 454750 J, o ideal seria em cal, mas a questão não deu as informações necessárias para isso.

Answer 2

A quantidade de calor durante a frenagem foi de aproximadamente 462975 J.

Para responder corretamente a questão, é necessário aprender mais sobre o Princípio da Conservação da Energia.

Princípio da Conservação da Energia

Qualquer ação frente a um corpo qualquer resultará em geração de energia. Desde o lançamento de um projétil, até o aquecimento de um líquido, ou ainda o girar de um pêndulo, todos os processos físicos irão gerar energia.

Ampliando esse conceito, temos ainda, em todo o processo físico, a manutenção dessa energia. Em um processo físico, a energia desprendida durante todo o processo é a mesma. O que ocorre é a transformação de uma forma de energia em outra. Esse é o Princípio da Conservação da Energia.

Um exemplo desse princípio é o funcionamento de um motor automotivo. A partir da combustão do combustível adicionado a esse motor, a energia potencial associado a essa reação química é convertido em energia térmica. Parte dessa energia térmica é dissipada por transferência de calor entre os componentes do motor, e a grande parte é convertida em energia mecânica, movimentando o móvel.

Sendo assim, para a referida questão temos, com o movimento do carro, a energia cinética ($E_{c}$) sendo aplicada:

$E_{c} =\frac{mv^{2} }{2}$

Como a questão informa que toda a energia cinética perdida pelo carro durante a diminuição da velocidade foi convertida em energia térmica, podemos calcular o calor gerado a partir da subtração entre as Energias cinéticas inicial e final:

$E_{c} =E_{i} -E_{f} \\\\E_{c} = \frac{mv_{i}^{2} }{2}-\frac{mv_{f}^{2} }{2}\\\\E_{c} =\frac{m}{2} (v_{i} ^2-v_{f} ^2)$

Antes de substituir os valores, temos que converter as velocidades inicial (120 Km/h) e final (80 Km/h) para m/s. Para isso, dividimos o valor por 3,6. Assim, temos:

$v_{i} =\frac{120}{3,6} \\\\v_{i} =33,3 m/s\\\\v_{f} =\frac{80}{3,6} \\\\v_{i} =22,2 m/s$

Substituindo os valores, temos:

$E_{c} =\frac{1500}{2} [(33,3) ^2-(22,2) ^2]\\\\E_{c} = 750.[1111,1-493,8]\\\\E_{c} = 750.[617,3]\\\\E_{c} = 462975 J$

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