O que acontece com a energia quando a bola cai num banco de areia?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Queremos saber o que acontece com a energia quando uma bola cai num banco de areia. Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia potencial gravitacional e energia cinética, além de entender como a energia é transformada quando a bola para na areia.
Passo 2
Quando a bola está parada no alto, ela possui energia potencial gravitacional. Essa energia depende da massa da bola, da aceleração da gravidade e da altura em que ela está. A fórmula é:
Onde:
-
é a energia potencial, -
é a massa da bola, -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é a altura.
Passo 3
Ao soltar a bola, a energia potencial começa a se transformar em energia cinética, que é a energia do movimento. A energia cinética depende da massa da bola e da velocidade com que ela está se movendo:
Onde:
-
é a energia cinética, -
é a massa da bola, -
é a velocidade.
Passo 4
Quando a bola atinge o banco de areia, a energia cinética não desaparece, mas é transformada em outras formas de energia. A areia absorve a energia causando deformações tanto na bola quanto na areia, e parte dessa energia é convertida em calor devido ao atrito entre a bola e a areia.
Passo 5
Além disso, parte da energia pode ser usada para reorganizar as partículas da areia, fazendo com que elas se movam e se acomodem ao impacto da bola. No final, a energia total é conservada, mas passa de energia mecânica (potencial e cinética) para energia térmica e de deformação.
Resposta
Quando a bola cai num banco de areia, a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética durante a queda e, ao atingir a areia, essa energia cinética é convertida em calor e energia de deformação, fazendo com que a energia seja dissipada na forma de calor e alterações na estrutura da areia e da bola.
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