Suponha que, em um relâmpago, a diferença de potencial entre uma nuvem e a terra é 1,0 times 10^9 V e a carga transferida pelo relâmpago é 30 C . (b) Se toda a energia liberada pelo relâmpago pudesse ser usada para acelerar um carro de 800 kg , qual seria a velocidade final do carro?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a energia liberada num relâmpago e como essa energia pode ser usada para acelerar um carro. Vamos precisar entender conceitos de energia elétrica e cinética para chegar na resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia elétrica liberada pelo relâmpago. A energia elétrica ( $ W $ ) é dada pela fórmula:
W
onde:
- $ V = 1,0 \times 10^{9} , V $ (diferença de potencial)
- $ Q = 30 , C $ (carga transferida)
Substituindo os valores:
W = V times Q

Passo 3

Agora, vamos usar essa energia para acelerar o carro. A energia cinética ( $ E_c $ ) de um objeto em movimento é dada por:
Ec
onde:
- $ m = 800 , kg $ (massa do carro)
- $ v $ é a velocidade final que queremos encontrar
Como toda a energia do relâmpago é usada para acelerar o carro, igualamos as duas fórmulas:
Ec = 12 m v^2
m = 800 , kg

Passo 4

Vamos resolver essa equação para encontrar $ v $:
v
3,0 times 10^10 = 400 times v^2
v^2 = 3,0 times 10^10400
v^2 = 7,5 times 10^7
v = raiz7,5 times 10^7

Resposta

A velocidade final do carro seria aproximadamente 8660,25 metros por segundo.

Exercícios relacionados