FACISB 2023 — questão 64 de Física

Gabarito DEnergia — energia dissipada na queda de uma gota com velocidade constanteProcesso Seletivo Medicina · Prova Objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 64 de Física do FACISB 2023

Enunciado em texto

Devido à resistência do ar, as gotas de chuva caem com velocidade constante durante grande parte de sua trajetória da nuvem até o solo. Considere que uma gota de chuva de massa 4,0×10−54{,}0 \times 10^{-5} kg caiu, com velocidade constante, desde a altura de 800 m até o solo em um local em que a aceleração gravitacional é igual a 10 m/s² e que não houve perda de massa da gota durante a queda. A quantidade de energia mecânica dissipada durante essa queda da gota foi de

(A) 20 mJ.

(B) 80 mJ.

(C) 160 mJ.

(D) 320 mJ.

(E) 800 mJ.

(Enunciado: Vestibular FACISB 2023 — FACISB/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: quanta energia mecânica a resistência do ar tirou da gota nos 800 m.

Passo 1 — o que muda e o que não muda. Com velocidade constante, a energia cinética não muda. Só a energia potencial diminui. Então toda a energia potencial perdida foi dissipada (virou calor no ar e na gota).

Passo 2 — a conta.

Ediss=m g hE_{\text{diss}} = m\,g\,h

Ediss=4,0×10−5×10×800E_{\text{diss}} = 4{,}0 \times 10^{-5} \times 10 \times 800

Ediss=0,32 J=320 mJE_{\text{diss}} = 0{,}32\ \text{J} = 320\ \text{mJ}

⚠️ A armadilha: achar que, como a velocidade não muda, nenhuma energia se perde. A energia cinética fica constante, mas a mecânica (cinética + potencial) cai o tempo todo, porque a gota desce.

A ideia em uma frase: caindo com velocidade constante, toda a energia potencial perdida é dissipada pela resistência do ar.

Resposta: alternativa D (320 mJ).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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