Uma bola de massa
, caindo de uma grande altura, percorre os últimos 10 m de sua queda com velocidade uniforme de
. Determine a quantidade de energia transformada em energia térmica, expressa em joules, neste último trecho. Adote
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma bola de massa
que está caindo de uma altura grande e, nos últimos 10 metros da queda, ela desce com velocidade constante de
. O que a gente precisa descobrir é quanta energia foi transformada em energia térmica nesse trecho final. Para resolver isso, vamos usar conceitos de Energia Potencial Gravitacional e Trabalho de Forças.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa da bola de gramas para quilogramas, porque nas equações de física usamos kg. Então:
Passo 3
Como a bola está descendo com velocidade constante, isso quer dizer que a força da gravidade está sendo equilibrada por uma força de resistência (como o ar). A energia que a gravidade está fornecendo está sendo totalmente convertida em energia térmica pela resistência.
Passo 4
A energia potencial gravitacional que a bola perde nos 10 metros é dada por:
Onde:
-
(massa da bola) -
(aceleração da gravidade) -
(altura da queda)
Substituindo os valores:
Resposta
A quantidade de energia transformada em energia térmica é
.