Uma explosão interna quebra um objeto inicialmente em repouso em duas peças, uma das quais 2,3 vezes a massa outra se 15000 j for liberada em quanta energia cinética tem cada?
Veja como resolver esse problema:
1. Defina variáveis * Seja * m * a massa da peça menor.
* A massa da peça maior é de 2,3* m.
2. Conservação do momento * Como o objeto está inicialmente em repouso, o momento total antes da explosão é zero.
* Pela lei da conservação do momento, o momento total após a explosão também deve ser zero.
3. Momentum equação Deixar:
* * v₁ * seja a velocidade da peça menor
* * v₂ * seja a velocidade da peça maior
A equação do momento é:
*m*v₁ + (2,3*m)*v₂ =0
4. Conservação de energia * O 15000 J liberado é a energia cinética total das duas peças.
A equação de energia é:
*(1/2)*m*v₁² + (1/2)*(2,3*m)*v₂² =15000 j
5. Resolvendo as equações Temos duas equações e duas incógnitas (*v₁*e*v₂*). Podemos resolver as velocidades:
*
da equação do momento: v₁ =-2,3*v₂
*
Substitua a equação de energia: (1/2)*M*(-2,3*v₂) ² + (1/2)*(2,3*m)*v₂² =15000 J
*
simplificar e resolver para v₂: 6.545*m*v₂² =15000 j
v₂² =2295,08/m
v₂ =√ (2295,08/m)
*
Encontre v₁: v₁ =-2,3*√ (2295,08/m)
6. Calcule energia cinética *
energia cinética da peça menor: (1/2)*M*v₁² =(1/2)*M*(-2,3*√ (2295.08/m)) ² =5737,5 J
*
energia cinética da peça maior: (1/2)*(2,3*m)*v₂² =(1/2)*(2,3*m)*(√ (2295,08/m)) ² =9262,5 j
Portanto: * A peça menor tem uma energia cinética de 5737,5 J.
* A peça maior tem uma energia cinética de 9262.5 J.
Nota importante: A energia cinética de cada peça depende da massa *M *. Você precisa conhecer a massa da peça menor para calcular os valores reais de energia cinética.