Numa feira de ciências, um estudante utilizará o disco de Maxwell (ioiô) para demonstrar o princípio da conservação da energia. A apresentação consistirá em duas etapas:
Etapa 1 - a explicação de que, à medida que o disco desce, parte de sua energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética de translação e energia cinética de rotação;
Etapa 2 - o cálculo da energia cinética de rotação do disco no ponto mais baixo de sua trajetória, supondo o sistema conservativo.
Ao preparar a segunda etapa, ele considera a aceleração da gravidade igual a 10 m s−2 e a velocidade linear do centro de massa do disco desprezível em comparação com a velocidade angular. Em seguida,
mede a altura do topo do disco em relação ao chão no ponto mais baixo de sua trajetória, obtendo 13 da altura da haste do brinquedo.
As especificações de tamanho do brinquedo, isto é, de comprimento (C), largura (L) e altura (A), assim como da massa de seu disco de metal, foram encontradas pelo estudante no recorte de manual ilustrado a seguir.
O resultado do cálculo da etapa 2, em joule, é:
A 4,10 × 10−2
B 8,20 × 10−2
C 1,23 × 10−1
D 8,20 × 104
E 1,23 × 105
Respostas
Podemos dizer então que segundo as especificações, como o comprimento (C), Largura (L) e Altura (A), assim como da massa de seu disco de metal, foram encontrados pelo estudando no recorde de manual ilustrado, ou seja o resultado do cálculo da etapa 2, em joule é alternativa b) 8,2 . 10^-2 J.
Vamos aos dados/resoluções:
Emf = Emi
Ec + Er = Epg
Er = m.g.2/3.h
Er = 0,03 . 10 . 2/3 . 0,41.
Er = 0,01 . 10 . 0,82.
Er = 0,0,8,2 J.
Então podemos finalizar sabendo que é:
Er = 8,2 . 10^-2 J
espero ter ajudado nos estudos, bom dia :)
Resposta:
a resposta é a letra "B"
Emi: Energia mecânica inicial
Emf: Energia mecânica final
EPG:Energia potencial gravitacional
EC: Energia Cinética
Explicação:
Emi=Emf
EPG=EC
m.g.h=EC
0.03×10×(2×0,41/3)=EC
0,082=EC
EC= 0,082J ou 8,2×(10^-2)