Question

Na figura precedente, que ilustra o mecanismo de disparo de uma arma municiada com dardo tranquilizante, md = 200 g é a massa do dardo e a massa m0 está acoplada a uma mola ideal, de constante elástica k = 500 N/m. Quando acionada, a mola se contrai por uma distância d = 5 cm e, em seguida, dispara a massa m0 na direção do dardo. Depois de atingido, o dardo percorre uma distância S no cano da arma, em atrito com as paredes do cano, e sai da arma com velocidade igual a 1/2 da sua velocidade inicial. O cano da arma, de massa M = 400 g, é feito de alumínio, cujo calor específico é 900 J/kg·°C.

61) Se a velocidade do dardo na entrada do cano da arma for de 2,0 m/s, então, quando o dardo sair da arma, o cano apresentará um aumento de temperatura superior a 8 x 10^-4 ºC.

Answer 1

A afirmativa é verdadeira.

O cano apresentará um aumento de temperatura superior a 8 x 10⁻⁴ ºC.

A variação da energia cinética representará a quantidade de energia que foi transformada em calor, causando o aumento da temperatura do cano da arma.

Ec(inicial) = mV²/2

Ec(inicial) = 0,2.(2)²/2

Ec(inicial) = 0,8/2

Ec(inicial) = 0,4 Joules

Ec(final) = m(V/2)²/2

Ec(final) = 0,2(1)²/2

Ec(final) = 0,1 Joules

ΔEc = Energia térmica = 0,3 Joules

Q = m.c.ΔT

0,3 = 0,4. 900. ΔT

ΔT ≅ 8,33 x 10⁻⁴ °C

O cano apresentará um aumento de temperatura superior a 8 x 10⁻⁴ ºC.