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UNIOESTE - 2021 - Questão 37

Física - 06 - TRABALHO E ENERGIA

Banca

UNIOESTE

Tipo

Múltipla Escolha

Nível

Difícil

Origem

UNIOESTE

Enunciado

Resolva a questão, teste seu gabarito e consulte uma pista por vez.

O MUNDO AINDA ESTA CHOCADO COM A EXPLOSAO EM BEIRUTE, NO LIBANO, NO DIA 4 DE AGOSTO DE 2020. CERCA DE 2.750 TONELADAS DE NITRATO DE AMONIO, PRODUTO UTILIZADO COMO FERTILIZANTE E NA FABRICACAO DE EXPLOSIVOS, FORAM RESPONSAVEIS POR UMA DAS MAIORES TRAGEDIAS DA HUMANIDADE, COM QUASE DUAS CENTENAS DE MORTOS E MILHARES DE FERIDOS.
\BEGIN{FLUSHRIGHT}
\BEGIN{FOOTNOTESIZE}
MAGALHAES, D. A. DE. ESTIMATIVA DA ENERGIA LIBERADA NA EXPLOSAO EM BEIRUTE. REVISTA A FISICA NA ESCOLA, V. 18, N. 2, 2020. P. 99.
\END{FOOTNOTESIZE}
\END{FLUSHRIGHT}
SEGUNDO MAGALHAES (2020, P. 100), ``(\LDOTS) A ENERGIA LIBERADA NA EXPLOSAO DE BEIRUTE E APROXIMADAMENTE 2,9 X 10^{12} J (\LDOTS)''. PARA ANALISE DA GRANDIOSIDADE DESTA EXPLOSAO, PODEMOS CONTEXTUALIZAR TAL ENERGIA LIBERADA COM SITUACOES TRADICIONAIS DO ESTUDO DA FISICA ESCOLAR. ASSINALE A AFIRMATIVA CORRETA.
\BEGIN{ENUMERATE}[LABEL={\ALPH*})]
\ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA POTENCIAL ELASTICA ACUMULADA UNIFORMEMENTE EM 100 MOLAS DISPOSTAS EM SERIE, COM CONSTANTE ELASTICA DE CADA MOLA K = 2,0 X 10^4 N/M, ENTAO O CONJUNTO DE MOLAS, AO SER LIBERADO PARA UM MOVIMENTO SEM ATRITO, TERA UMA ELONGACAO APROXIMADA DE X = 17 CM.
\ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA CINETICA INICIAL DE UM PROJETIL DE MASSA M = 40,0 KG EM UM LANCAMENTO OBLIQUO A PARTIR DO NIVEL DO SOLO (Y_0 = 0), DE ANGULO DE LANCAMENTO INICIAL \THETA_0 = 60^O, ENTAO O COMPONENTE HORIZONTAL DO VETOR VELOCIDADE INICIAL DO PROJETIL SERA DE V_{0X} = 12,0 X 10^3 M/S. DESPREZE A RESISTENCIA DO AR. CONSIDERE QUE O PROJETIL AO FINAL DE  SEU MOVIMENTO PARABOLICO, RETORNA AO NIVEL DO SOLO (Y_F = 0).
\ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J REPRESENTA A VARIACAO DE ENERGIA CINETICA ADOTADA NA REALIZACAO DE TRABALHO SOBRE UMA CAIXA DE MASSA M = 100 KG QUE SE DESLOCA HORIZONTALMENTE, SEM ATRITO, A UMA ACELERACAO A = 3 M/S^2 NO MESMO SENTIDO E DIRECAO DO DESLOCAMENTO, ENTAO ESTA CAIXA SE DESLOCA POR 13 X 10^6 M.
\ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA CINETICA INICIAL DE UMA ESFERA DE MASSA M = 50 KG, LANCADA VERTICALMENTE A PARTIR DO SOLO (Y_0 = 0), ENTAO O SEU DESLOCAMENTO VERTICAL A PARTIR DO SOLO, CONSIDERANDO QUE 40% DA ENERGIA CINETICA E DISSIPADA E NAO CONVERTIDA EM ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL, SERA DE 3,48 X 10^6 KM. CONSIDERE G = 10 M/S^2.
\ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA ELETRICA INTEGRALMENTE APROVEITADA PARA MANTER ACESAS 5000 LAMPADAS DE POTENCIA P = 100 W CADA UMA, ENTAO E POSSIVEL MANTER O FUNCIONAMENTO DESTAS LAMPADAS POR APROXIMADAMENTE 7 DIAS.
\END{ENUMERATE}

O MUNDO AINDA ESTA CHOCADO COM A EXPLOSAO EM BEIRUTE, NO LIBANO, NO DIA 4 DE AGOSTO DE 2020. CERCA DE 2.750 TONELADAS DE NITRATO DE AMONIO, PRODUTO UTILIZADO COMO FERTILIZANTE E NA FABRICACAO DE EXPLOSIVOS, FORAM RESPONSAVEIS POR UMA DAS MAIORES TRAGEDIAS DA HUMANIDADE, COM QUASE DUAS CENTENAS DE MORTOS E MILHARES DE FERIDOS. \BEGIN{FLUSHRIGHT} \BEGIN{FOOTNOTESIZE} MAGALHAES, D. A. DE. ESTIMATIVA DA ENERGIA LIBERADA NA EXPLOSAO EM BEIRUTE. REVISTA A FISICA NA ESCOLA, V. 18, N. 2, 2020. P. 99. \END{FOOTNOTESIZE} \END{FLUSHRIGHT} SEGUNDO MAGALHAES (2020, P. 100), ``(\LDOTS) A ENERGIA LIBERADA NA EXPLOSAO DE BEIRUTE E APROXIMADAMENTE 2,9 X 10^{12} J (\LDOTS)''. PARA ANALISE DA GRANDIOSIDADE DESTA EXPLOSAO, PODEMOS CONTEXTUALIZAR TAL ENERGIA LIBERADA COM SITUACOES TRADICIONAIS DO ESTUDO DA FISICA ESCOLAR. ASSINALE A AFIRMATIVA CORRETA. \BEGIN{ENUMERATE}[LABEL={\ALPH*})] \ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA POTENCIAL ELASTICA ACUMULADA UNIFORMEMENTE EM 100 MOLAS DISPOSTAS EM SERIE, COM CONSTANTE ELASTICA DE CADA MOLA K = 2,0 X 10^4 N/M, ENTAO O CONJUNTO DE MOLAS, AO SER LIBERADO PARA UM MOVIMENTO SEM ATRITO, TERA UMA ELONGACAO APROXIMADA DE X = 17 CM. \ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA CINETICA INICIAL DE UM PROJETIL DE MASSA M = 40,0 KG EM UM LANCAMENTO OBLIQUO A PARTIR DO NIVEL DO SOLO (Y_0 = 0), DE ANGULO DE LANCAMENTO INICIAL \THETA_0 = 60^O, ENTAO O COMPONENTE HORIZONTAL DO VETOR VELOCIDADE INICIAL DO PROJETIL SERA DE V_{0X} = 12,0 X 10^3 M/S. DESPREZE A RESISTENCIA DO AR. CONSIDERE QUE O PROJETIL AO FINAL DE SEU MOVIMENTO PARABOLICO, RETORNA AO NIVEL DO SOLO (Y_F = 0). \ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J REPRESENTA A VARIACAO DE ENERGIA CINETICA ADOTADA NA REALIZACAO DE TRABALHO SOBRE UMA CAIXA DE MASSA M = 100 KG QUE SE DESLOCA HORIZONTALMENTE, SEM ATRITO, A UMA ACELERACAO A = 3 M/S^2 NO MESMO SENTIDO E DIRECAO DO DESLOCAMENTO, ENTAO ESTA CAIXA SE DESLOCA POR 13 X 10^6 M. \ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA CINETICA INICIAL DE UMA ESFERA DE MASSA M = 50 KG, LANCADA VERTICALMENTE A PARTIR DO SOLO (Y_0 = 0), ENTAO O SEU DESLOCAMENTO VERTICAL A PARTIR DO SOLO, CONSIDERANDO QUE 40% DA ENERGIA CINETICA E DISSIPADA E NAO CONVERTIDA EM ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL, SERA DE 3,48 X 10^6 KM. CONSIDERE G = 10 M/S^2. \ITEM SE E = 2,9 X 10^{12} J E A ENERGIA ELETRICA INTEGRALMENTE APROVEITADA PARA MANTER ACESAS 5000 LAMPADAS DE POTENCIA P = 100 W CADA UMA, ENTAO E POSSIVEL MANTER O FUNCIONAMENTO DESTAS LAMPADAS POR APROXIMADAMENTE 7 DIAS. \END{ENUMERATE}

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Dicas

Uma pista de cada vez

1/23v

Use as dicas depois de tentar resolver por conta propria. Elas foram pensadas para destravar seu raciocinio sem entregar tudo de uma vez.

Para a alternativa a), comece por calcular a constante elástica equivalente do sistema de molas em série. Lembre-se que para molas em série, o inverso da constante elástica equivalente é a soma dos inversos das constantes elásticas individuais. Como as molas são idênticas, isso simplifica o cálculo.