Question

Uma pedra de 4 kg foi abandonada a 80 m de altura em relação ao solo. Imediatamente após a
primeira colisão, a pedra possuía uma velocidade 10 m/s apontando para cima. Desprezando a
resistência do ar, responda as perguntas a seguir.
Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²
Calor específico do material que constitui a pedra = 0,15 J/(gºC)
a) Qual a velocidade da pedra imediatamente antes da primeira colisão?
b) Qual o coeficiente de restituição associado à primeira colisão?
c) Se metade do calor gerado pela primeira colisão foi absorvido pela pedra, qual a variação de
temperatura sofrida por ela nesta colisão?

Answer 1

a) para saber essa velocidade basta usarmos a equação de Torricelli (V²=Vo²+2aΔS)

V²=0²+2*10*80

V²=0+1600

V²=1600

V=√1600=40m/s

podemos também saber tal velocidade por energia:

Epg=Ec

m*g*h=mV²/2

g*h=V²/2

2*g*h=V²

2*10*80=V²

V=√1600=40m/s

b) tal coeficiente pode ser encontrado com a relação entre a velocidade após o impacto e a velocidade antes dele (i=Vf/Vi)

i=Vf/Vi

i=10/40

i=1/40=0,25

c) a energia que saiu da pedra entre antes e depois do impacto foi:

Eci-Ecf

m*Vi²/2-m*Vf²/2

4*1600/2-4*100/2

2*1500=3000J

dessa energia, metade volta para a pedra em forma de calor, ou seja:

Q=m*c*ΔT

1500=4*0,15*ΔT

1500=0,6ΔT

ΔT=2500 ºC