Enunciado

Suponha que, em um relâmpago, a diferença de potencial entre uma nuvem e a terra é 1,0   ×   10 9   V e a carga transferida pelo relâmpago é 30   C .

( a ) Qual é a variação da energia da carga transferida?

( b ) Se toda a energia liberada pelo relâmpago pudesse ser usada para acelerar um carro de 1000   k g , qual seria a velocidade final do carro?

Passo 1

A correlação que existe entre tensão elétrica e carga elétrica é:

Δ U = q Δ V

Onde a variação da energia transferida pela carga é igual a carga elétrica do corpo multiplicado pela variação de tensão elétrica. Normalmente entende-se essa energia como energia cinética da carga. Então se Δ V = 10 9   V e q = 30   C então:

Δ U = 30 × 10 9   J = 3 × 10 10   J

Passo 2

Convertendo essa energia em energia cinética para um carro de 1000   k g supondo que ele sai do repouso K 0 = 0 , nós temos então:

Δ K = m v f 2 2

3 × 10 10 = 1000 ⋅ v f 2 2

v f = 7.75 × 10 3 m s = 27.89 × 10 3 k m h

Seria uma baita duma velocidade para um carro.

Resposta

a )   3 × 10 10   J

b )   v f = 7.75 × 10 3 m s = 27.89 × 10 3 k m h

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