PUC-SP 2027 — questão 12 de Física

Enunciado em texto
Uma agência espacial monitora a reentrada de uma cápsula na Terra após uma breve viagem. Esse monitoramento precisa ser feito com cuidado, pois o atrito atmosférico converte energia em calor suficiente para derreter ou mesmo evaporar o material da cápsula em reentrada, mesmo que seja um metal resistente. Para dissipar esse calor, ela entra de volta na atmosfera em um ângulo raso, prolongando o tempo de permanência nas camadas superiores, mais rarefeitas. A agência verifica que essa cápsula de kg, inicia a reentrada na Terra a m/s. Ao atingir uma região da atmosfera situada 80 km abaixo, sua velocidade passa a ser de m/s.
Considere g = 10 m/s².
No trecho proposto, o módulo da energia mecânica transformada em calor por forças dissipativas corresponde, aproximadamente, a
(A) J.
(B) J.
(C) J.
(D) J.
(E) J.
(Enunciado: Vestibular PUC-SP Verão 2027 — PUC-SP/NucVest.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto de energia mecânica a cápsula perdeu (virou calor) entre o início da reentrada e 80 km mais abaixo.
Passo 1 — a perda de energia cinética:
Passo 2 — a perda de energia potencial (a cápsula desceu 80 km; usando g = 10 m/s² constante, como o enunciado manda):
Passo 3 — a energia dissipada. A energia mecânica caiu pela soma das duas perdas:
⚠️ As armadilhas: esquecer a energia potencial e marcar (que nem está nas alternativas e leva a "arredondar" para D); ou considerar só a energia potencial, J, a alternativa A. A potencial é pequena perto da cinética, mas é ela que leva de 1,08 a 1,11.
A ideia em uma frase: energia dissipada = (perda de cinética) + (perda de potencial): tudo o que a energia mecânica diminuiu virou calor.
Resposta: alternativa C ( J).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.
