Física I ⇒ (UFRJ) Energia Mecânica Tópico resolvido

[Tigico]

(UFRJ) O fabricante de cerveja e físico amador James Joule estimou, em meados do século XIX, a diferença entre a temperatura da água no sopé e no topo das Cataratas de Niágara.
A fim de fazer uma estimativa similar para uma das quedas de Iguaçu, com altura de 84m, considere que o módulo da velocidade com que a água corre no topo, antes de iniciar a queda.
Considere também, que toda energia mecânica perdida pela água é reabsorvida na forma de energia térmica, o que provoca o seu aquecimento.
Calcule a diferença entre a a temperatura da água no sopé e no topo dessa queda.
Considere o calor específico sensível da água igual a [tex3]4,2.10^3[/tex3] j/kgºC e adote g=[tex3]10 m/s^2[/tex3]

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Resposta: [tex3]2.10^{-1}[/tex3] ºC

[triplebig]

A energia mecânica total equivale à potencial, no inicio da queda, pois não tem velocidade no início. E assim, ela é igual à energia térmica absorvida. Com isso montamos a equação:

[tex3]mgh=mc\Delta\theta\Longleftrightarrow 840=4,2\cdot10^3\Delta\theta\Longleftrightarrow \Delta\theta=0,2^\circ C[/tex3]