1. Neste caso, o bloco é de cobre e desliza sobre o gelo. O trabalho da força de atrito leva o bloco ao repouso . Essa interação resulta no derretimento de certa massa de gelo. Queremos determinar essa massa. Inicialmente, vamos calcular a variação da energia cinética do bloco de cobre.

Para encontrarmos a massa derretida, igualamos essa energia, em módulo, ao calor latente de fusão de gelo. Desta maneira:

Passo 3

2. Vamos analisar o que ocorre como bloco no tocante às suas formas de energia.

Não há diferença de temperatura que possa gerar fluxo de energia na forma de calor, logo:

Como a temperatura é constante, temos:

A variação da energia cinética do bloco é

Essa variação é igual à variação da energia mecânica do sistema bloco gelo:

Passo 4

3. Para o gelo, temos:

Pois não há diferença de temperatura .

Sua variação de energia interna é:

Passo 5

4. Agora, o bloco de gelo é posto a deslizar sobre uma lâmina de cobre, sofrendo a mesma variação de energia cinética:

Novamente , a variação da energia cinética é:

Novamente:

Passo 6

5. Para o bloco de gelo:

Pois não há diferença de temperatura .

A variação da energia interna é a energia que foi responsável pelo derretimento da massa de gelo. De tal modo que:

Passo 7

6. Para a lâmina de cobre:

Passo 8

7. Nesse caso, temos uma barra de cobre de 1,6 kg a 20°C com a mesma velocidade inicial dos casos anteriores. Essa barra é colocada para deslizar sobre outra barra idêntica à mesma temperatura.

Queremos encontrar a variação da temperatura dos dois corpos, Novamente:

Metade desses 5 J vai para cada corpo e varia sua temperatura, de tal modo

Passo 9

8. Para a barra deslizante:

Pois, dada a simetria, as temperaturas variam identicamente, sendo, a todo instante, nula sua diferença.

E sua variação da energia interna é:

Passo 10

9. Para a barra estacionaria:

Pois , dada a simetria, as temperaturas variam identicamente, sendo, a todo instante, nula sua diferença.

E sua variação de energia interna é