Um bloco de gelo de 42 kg a
está deslizando sobre uma superficie horizontal. A velocidade escalar inicial do gelo é igual a
e a velocidade final é igual a
. Considere que a parte do bloco que derrete possui uma massa muito pequena e que todo o calor gerado pelo atrito cinético se transfere para o bloco de gelo. Determine a massa de gelo que derrete e se transforma cm água a
.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos um bloco de gelo com massa
e temperatura inicial
, deslizando sobre uma superfície horizontal. A velocidade inicial é
e a final é
. Como o atrito dissipa energia cinética em forma de calor e todo esse calor vai para o bloco de gelo, parte dele se funde. O conteúdo aqui é conservação de energia e calor de fusão:
– A perda de energia cinética pelo bloco equivale ao calor
gerado pelo atrito.
– Esse calor serve para fundir massa de gelo
segundo
– A perda de energia cinética
– Esse calor
onde
é o calor latente de fusão do gelo.
Passo 2
Calcular a perda de energia cinética do bloco:
Primeiro, as velocidades ao quadrado:
então
Passo 3
Esse
vira calor
que funde parte do gelo. Usamos o calor latente de fusão
Logo,
Resposta
A massa de gelo que derrete é aproximadamente