Uma bala de chumbo, com a velocidade de
, incide e penetra num bloco de madeira. Admitindo que toda a energia mecánica se transforma em calor que aquece a bala, calcular a temperatura final da bala sendo de
a temperatura inicial.
Passo 1
O enunciado dá uma bala de chumbo que incide com velocidade de
e toda a sua energia cinética se converte em calor que eleva a temperatura da própria bala. A temperatura inicial é
. O conteúdo principal aqui é conservação de energia (energia cinética
calor) e calorimetria, usando a capacidade térmica massiva do chumbo.
Passo 2
A energia cinética inicial da bala, de massa
, é
Passo 3
Como toda essa energia vira calor absorbido pela bala, vale
onde
é a capacidade térmica massiva do chumbo e
.
Passo 4
Isolando
na equação
vemos que a massa
cancela, ficando
Passo 5
Para o chumbo,
. Substituindo
:
Logo a temperatura final é
Resposta
A temperatura final da bala é aproximadamente
.