Uma bala de chumbo, inicialmente a
, se funde ao chocar-se com o alvo. Considerando que toda a energia cinética da bala se transforma em energia interna, o que provoca a elevação de sua temperatura e sua fusão, calcule a velocidade da bala no instante do impacto (calor específico do chumbo
, calor latente de fusão do chumbo
, temperatura de fusão do chumbo
.
Passo 1
O enunciado descreve uma bala de chumbo que, ao atingir o alvo, converte toda sua energia cinética em energia interna, elevando sua temperatura de
até o ponto de fusão (
) e fundindo-se completamente. O conteúdo é conservação de energia (energia cinética
calor sensível
calor latente) e precisaremos do calor específico do chumbo
e do calor latente de fusão
.
Passo 2
Pela conservação de energia, a energia cinética inicial da bala,
, iguala-se ao calor absorvido para aquecer e fundir:
Dividindo ambos os lados por
:
Passo 3
Calculemos primeiro o calor sensível por quilograma:
Somando o calor latente:
Passo 4
Substituindo
na equação da energia:
Resposta
A velocidade da bala no impacto é aproximadamente
.