FISICA

http://re-solucoes.blogspot.com/2015/12/fisica-capitulo-7-halliday-8-ed-ex-1.html

possui a resposta. 

FISICA

Em 10 de agosto de 1972, um grande meteorito resvalou na atmosfera terrestre sobre o oeste dos EUA e Canadá, de forma bastante semelhante a uma pedra que resvala sobre a água. A bola de fogo que acompanhava era tão brilhante que podia ser vista no céu a luz do dia. A massa do meteorito era cerca de 4 X 10⁶ kg; sua velocidade era cerca de 15 km/s. Se ela tivesse penetrado a atmosfera verticalmente, teria atingido a superfície da Terra com aproximadamente a mesma velocidade. (a) Calcule a perda de energia cinética do meteorito (em joules) que estaria associada com o impacto vertical. (b) Expresse a energia como um múltiplo da energia de explosão de um megaton de TNT, que é de 4,2 X 10¹⁵ J. (c) A energia associada a explosão da bomba atômica em Hiroshima era equivalente a 13 quilotons de TNT. O impacto do meteorito seria equivalente a quantas bombas atômicas de Hiroshima?

Para iniciar esse exercício devemos lembrar dos conceitos referentes à Energia Cinética. A Energia Cinética é um tipo de energia que tem relação com o estado de movimento de uma massa. Esta pode ser expressa da seguinte forma:

(a)

Nesse item, pede-se que calculemos a perda de Energia Cinética entre o estado inicial e final do meteoro. Para tanto basta que calculemos a diferença de Energia Cinética entre esses estados.

Observando a expressão podemos notar que a Energia Cinética de um corpo dependerá da massa e da velocidade deste corpo. Nesse caso, o exercício nos diz que existe um impacto no final do movimento, o que nos permite dizer que, no final do movimento, a velocidade do meteoro é zero. Convertendo a velocidade final que foi dada em para , e sabendo que a massa é uma propriedade constante dos corpos calculamos:

A perda de energia que estaria associado com o impacto vertical do meteoro seria, então, .

(b)

Esse item nos fornece a relação e nos pede que calculemos em megatons a quantidade de energia que equivale a energia perdida no impacto do meteoro. Podemos resolvê-lo realizando uma “Regra de Três” simples:

A energia dissipada no impacto equivale a .

(c)

Esse item nos fornece a relação e nos pede para relacionar a energia dissipada no impacto com a energia dissipada na explosão de uma bomba atômica. Sabendo que , podemos fazer uma “Regra de Três” para calcular o que se pede:

A energia dissipada no impacto do meteoro é equivalente a .

Para iniciar esse exercício devemos lembrar dos conceitos referentes à Energia Cinética. A Energia Cinética é um tipo de energia que tem relação com o estado de movimento de uma massa. Esta pode ser expressa da seguinte forma:

(a)

Nesse item, pede-se que calculemos a perda de Energia Cinética entre o estado inicial e final do meteoro. Para tanto basta que calculemos a diferença de Energia Cinética entre esses estados.

Observando a expressão podemos notar que a Energia Cinética de um corpo dependerá da massa e da velocidade deste corpo. Nesse caso, o exercício nos diz que existe um impacto no final do movimento, o que nos permite dizer que, no final do movimento, a velocidade do meteoro é zero. Convertendo a velocidade final que foi dada em para , e sabendo que a massa é uma propriedade constante dos corpos calculamos:

A perda de energia que estaria associado com o impacto vertical do meteoro seria, então, .

(b)

Esse item nos fornece a relação e nos pede que calculemos em megatons a quantidade de energia que equivale a energia perdida no impacto do meteoro. Podemos resolvê-lo realizando uma “Regra de Três” simples:

A energia dissipada no impacto equivale a .

(c)

Esse item nos fornece a relação e nos pede para relacionar a energia dissipada no impacto com a energia dissipada na explosão de uma bomba atômica. Sabendo que , podemos fazer uma “Regra de Três” para calcular o que se pede:

A energia dissipada no impacto do meteoro é equivalente a .