Enunciado

Estime a rapidez do projetil quando ele aravessa o balão de hélio da Figura 15-32. Dica: Um transferidor pode ser útil.

Passo 1

Como podemos ver na figura, ocorreu a formação do cone de Mach. Então vamos usar isso para resolver essa questão.

s e n θ = v s o m u

Passo 2

A velocidade do som podemos achar assim ó:

v = γ R T M

Para o Helio: γ = 5 3 ; M = 4 × 10 - 3 m o l k g e considerando T = 293   K :

v s o m = 5 3 ⋅ 8,31 J m o l ⋅ K ⋅ ( 293   K ) 4 × 10 - 3 m o l k g ≅ 1.007   m / s

Passo 3

Usando um transferidor naquela figura, você consegue ver que aquele ângulo é aproximadamente uns 140 ° , logo nosso θ será 70°. Assim,

u = v s o m s e n 70 ° = 1.007   m / s 0,939 ≅ 1071   m / s

Resposta

u ≅ 1071   m / s

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