Question

Uma foca de 30,0 kg sobre um trenó de 5,0 kg, comuma velocidade escalar inicial de 4,0 m/s, inicia a descidade uma montanha de 60 m de comprimento e 12 m de altura, atingindo a parte mais baixa da montanha com a velocidade escalar de 10 m/s. A energia mecânica que é transformada em calor será (considere g = 10 m/s²):

Answer 1

Quando foca e o trenó estão no topo da montanha eles têm Energia Potencial Gravitacional:

$E_{Pot. \: Grav.} = m \times g \times h$

$E_{Pot. \: Grav.} = 35 \times 10 \times 12$

$E_{Pot. \: Grav.} = 4 \: 200 \: J$

No topo da montanha eles também têm Energia Cinética:

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

$E_{C} =\frac{35 \times 4^2}{2}$

$E_{C} = 280 \: J$

A energia total no topo da montanha é de 4 480 joules.

Ao chegar na base da montanha toda a Energia Potencial Gravitacional se transformou em Energia Cinética e Energia Térmica. Energia Cinética no ponto mais baixo:

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

$E_{C} =\frac{35 \times 10^2}{2}$

$E_{C} = 1 \: 750 \: J$

A diferença entre a Energia Mecânica Total do topo da montanha e da parte mais baixa será a quantidade de Energia Mecânica que transformou-se em Energia Térmica:

$E_{Mec. \: Topo} - E_{Mec. Base} = E_{T\acute{e}rmica}$

$4 \: 480 - 1 \: 750 = E_{T\acute{e}rmica}$

$E_{T\acute{e}rmica} = 2 \: 730 \: J$

A Energia Mecânica que será transformada em calor será 2730 joules.