Física II ⇒ Calorimetria Tópico resolvido

[Analua]

(Ufu 2023) Um bloco de gelo escorrega sobre uma rampa cuja inclinação é tal que a velocidade do bloco é constante e igual a 4m/s. O coeficiente de atrito entre a rampa e o gelo é de 0,5. Considerando a aceleração da gravidade como 10m/s2 e o calor específico do gelo como 2000 J/kg °C, assinale a alternativa que apresenta o tempo aproximado pelo qual o bloco deve escorregar para que sua temperatura aumente em 6 °C.

a)60 minutos

b)100 minutos

c)10 minutos

d)1 minuto

Resposta

---

resposta: letra c

[al171]

A potência dissipada pela força de atrito é dada por
[tex3]
P = F_{\mathrm{at}} v = \mu mg \cos \theta v
[/tex3]
Como a velocidade com que o bloco desliza plano abaixo é constante, a aceleração da direção tangencial ao plano é nula:
[tex3]
mg\sin \theta = \mu mg \cos \theta \implies \tan \theta = \mu = \frac{1}{2} \implies \cos \theta = \frac{1}{\sqrt{1 + \tan^2 \theta}} = \frac{2}{\sqrt{5}}
[/tex3]
Assim,
[tex3]
P = \mu mg \cos \theta v = \frac{\Delta E}{\Delta t} = \frac{mc\Delta T}{\Delta t} \implies \Delta t = \frac{c\Delta T}{\mu g \cos \theta v} = \frac{2\cdot 10^3 \cdot 6 }{ 1/2 \cdot 10 \cdot 2 /\sqrt{5} \cdot 4 } = 3 \sqrt{5} \cdot 10^2 = 11{,}180 339 89 \ \mathrm{min}
[/tex3]