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05. URCA/2011.2 ­ No dia 11 de março de 2011, o nordeste do Japão foi atingido por um intenso terremoto de magnitude de 8,9 e por fortes ondas de...

05. URCA/2011.2 ­ No dia 11 de março de 2011, o nordeste do Japão foi atingido por um intenso terremoto de magnitude de 8,9 e por fortes ondas de um tsunami. O tsunami é um fenômeno da natureza causado por erupções vulcânicas, terremotos submarinos e movimentações entre as zonas de convergência (fronteiras entre as placas tectônicas) no fundo dos oceanos. Esses comportamentos geram uma série de ondas fortes caracterizadas por intensa velocidade e altura acentuada. Uma onda deste tipo transporta grande quantidade de energia, que se distribui em um longo comprimento de onda e, por isso, não representa perigo em alto mar. No entanto, ao chegar à costa, onde a profundidade do oceano é pequena, a velocidade da onda diminui. Como a energia transportada é praticamente conservada, a amplitude da onda aumenta, mostrando, assim, o seu poder devastador. A energia da onda pode ser estimada através da relação E = KvA2, onde K é uma constante de proporcionalidade, v é a velocidade da onda e A é a amplitude da onda. Se o tsunami for gerado em um local com 6250 m de profundidade e com amplitude de 2 m, quando chegar à região costeira, qual será a sua amplitude se a profundidade for de 10 m?


a) 14 m
b) 12 m
c) 8 m
d) 10 m
e) 6 m

Essa pergunta também está no material:

ProvaI-FIS_QUI_BIO_HIS_GEO2 URCA 2011.2
31 pág.

Matemática Virgilio Tavora EemVirgilio Tavora Eem

💡 1 Resposta

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Para calcular a amplitude da onda do tsunami na região costeira, podemos utilizar a equação E = KvA², onde E é a energia da onda, K é uma constante de proporcionalidade, v é a velocidade da onda e A é a amplitude da onda. Sabemos que a energia da onda é praticamente conservada, então podemos igualar as energias antes e depois da onda chegar à região costeira: E1 = E2 Kv1A1² = Kv2A2² Como a velocidade da onda diminui ao chegar à costa, podemos utilizar a relação entre velocidade e profundidade: v1 / v2 = √(d2 / d1) Onde d1 é a profundidade inicial (6250 m) e d2 é a profundidade na região costeira (10 m). v1 / v2 = √(10 / 6250) v1 / v2 = 0,008 v2 = v1 / 0,008 Substituindo na equação de energia: Kv1A1² = Kv2A2² Kv1A1² = K(v1 / 0,008)A2² A2² = (0,008 / K)A1² Agora, precisamos encontrar a constante de proporcionalidade K. Podemos utilizar os dados fornecidos na questão para isso: d1 = 6250 m A1 = 2 m E = KvA² E = 1/2 ρv²A² E = ρgdA Onde ρ é a densidade da água, g é a aceleração da gravidade, d é a profundidade e A é a amplitude da onda. Substituindo os valores: E = KvA² E = 1/2 ρv²A² E = ρgdA KvA² = 1/2 ρv²A² K = 1/2 ρg ρ = 1000 kg/m³ (densidade da água) g = 9,81 m/s² (aceleração da gravidade) K = 1/2 * 1000 * 9,81 K = 4905 Substituindo na equação de amplitude: A2² = (0,008 / K)A1² A2² = (0,008 / 4905) * 2² A2² = 0,00000066 A2 = √0,00000066 A2 = 0,00081 A amplitude do tsunami na região costeira será de aproximadamente 0,81 m. Portanto, a alternativa correta é a letra E) 6 m.

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