Pergunta

10. (UFSM)Senãc fossepelaforçade arrastedoarsobreas gotasdechuva, elas seriam altamente destrutivas para as plantase animais porque chegariam ao solo com velocidades de módulos muito grandes. Uma gota de chuva, com massa de 0,005g, caideuma alturade 1000m e chega ao solo com velocidadede módulo 10m/s num referencial fixo no solo. Supondo que a gota permanece intacta eque a energia mecânica é transformada em energia interna do are da própria gota, a porcentagem de energia mecânica que é transformada em energia interna, em termos aproximados, é de: a) mais de 95% b) entre 80% e 95% c) entre 50% e 80% d) entre 35% e 50% e) menos de 35%
Solução

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AntónioMestre · Tutor por 5 anos
Responder
Para calcular a porcentagem de energia mecânica que é transformada em energia interna, podemos usar a fórmula da conservação de energia:
Energia mecânica inicial = Energia mecânica final + Energia interna
A energia mecânica inicial da gota de chuva é dada pela soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional. A energia cinética é dada por:
Energia cinética = (1/2) * massa * velocidade^2
Energia potencial gravitacional = massa * gravidade * altura
Substituindo os valores dados na questão, temos:
Energia cinética = (1/2) * 0,005 kg * (10 m/s)^2 = 0,25 J
Energia potencial gravitacional = 0,005 kg * 9,8 m/s^2 * 1000 m = 49 J
A energia mecânica final da gota de chuva é zero, pois ela chega ao solo com velocidade zero. Portanto, a energia interna é igual à energia mecânica inicial:
Energia interna = Energia mecânica inicial = 49,25 J
Agora, podemos calcular a porcentagem de energia mecânica que é transformada em energia interna:
Porcentagem de energia mecânica transformada em energia interna = (Energia interna / Energia mecânica inicial) * 100%
Substituindo os valores, temos:
Porcentagem de energia mecânica transformada em energia interna = (49,25 J / 49,25 J) * 100% = 100%
Portanto, a resposta correta é a opção e) menos de 35%.
Energia mecânica inicial = Energia mecânica final + Energia interna
A energia mecânica inicial da gota de chuva é dada pela soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional. A energia cinética é dada por:
Energia cinética = (1/2) * massa * velocidade^2
Energia potencial gravitacional = massa * gravidade * altura
Substituindo os valores dados na questão, temos:
Energia cinética = (1/2) * 0,005 kg * (10 m/s)^2 = 0,25 J
Energia potencial gravitacional = 0,005 kg * 9,8 m/s^2 * 1000 m = 49 J
A energia mecânica final da gota de chuva é zero, pois ela chega ao solo com velocidade zero. Portanto, a energia interna é igual à energia mecânica inicial:
Energia interna = Energia mecânica inicial = 49,25 J
Agora, podemos calcular a porcentagem de energia mecânica que é transformada em energia interna:
Porcentagem de energia mecânica transformada em energia interna = (Energia interna / Energia mecânica inicial) * 100%
Substituindo os valores, temos:
Porcentagem de energia mecânica transformada em energia interna = (49,25 J / 49,25 J) * 100% = 100%
Portanto, a resposta correta é a opção e) menos de 35%.
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