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Física

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11. (Fuvest-SP) Uma granada foi lançada verticalmente, a partir do chão, em uma região plana. Ao atingir sua altura máxima,10 s após o lançamento, a granada explodiu, produzindo dois fragmentos com massa total igual a 5 kg, lançados horizontalmente Um dos fragmentos, com massa igual a 2 kg, caiu a 300 m, ao sul do ponto de lançamento, 10 s depois da explosão. Pode-se afirmar que a parte da energia liberada na explosão, e transformada em energia cinética dos fragmentos, é aproximadamente de:

a) 900 J
b) 1500 J
c) 3000 J
d) 6000 J
e) 9000 J
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Aprendendo Através de Exercícios

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. No ponto mais alto da trajetória, a granada possui apenas energia potencial gravitacional, que é dada por: Ep = mgh Onde m é a massa da granada, g é a aceleração da gravidade e h é a altura máxima atingida pela granada. Como a granada explode nesse ponto, toda a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética dos fragmentos. Assim, temos: Ep = Ec mgh = (m1v1^2)/2 + (m2v2^2)/2 Onde m1 e m2 são as massas dos fragmentos, v1 e v2 são as velocidades dos fragmentos e m1 + m2 = 5 kg. Sabemos que um dos fragmentos, com massa igual a 2 kg, caiu a 300 m, ao sul do ponto de lançamento, 10 s depois da explosão. Podemos utilizar a equação da queda livre para determinar a velocidade desse fragmento: h = (gt^2)/2 300 = (10^2 * g)/2 g = 60 m/s^2 v1 = gt = 60 * 10 = 600 m/s Podemos utilizar a conservação do momento linear para determinar a velocidade do outro fragmento: m1v1 + m2v2 = 0 v2 = -(m1/m2)v1 = -(3/2) * 600 = -900 m/s Assim, podemos calcular a energia cinética dos fragmentos: Ec = (m1v1^2)/2 + (m2v2^2)/2 Ec = (2 * 600^2)/2 + (3 * (-900)^2)/2 Ec = 9000 J Portanto, a alternativa correta é a letra E) 9000 J.

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Se as massas dos carrinhos 1 e 2 são, respectivamente, ????????1 e ????????2, então:

a) ????????1 = 3 ????????2
b) 3 ????????1 = ????????2
c) 3 ????????1 = 5 ????????2
d) 3 ????????1 = 7 ????????2
e) 5 ????????1 = 3 ????????2

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