Um grupo baixa um kit de massa M = 60 kg por h = 8,0 m usando um dispositivo que dissipa 25% da energia…

Questão

Um grupo baixa um kit de massa M = 60 kg por h = 8,0 m usando um dispositivo que dissipa 25% da energia potencial M·g·h como calor. Dispositivo tem massa md = 0,50 kg e capacidade térmica c = 420 J/(kg·K). Use g = 10 m/s². Calcule Q dissipada, ?T do dispositivo e discuta riscos de segurança e ambientais.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Energia inicial M·g·h = 60·10·8 = 4 800 J. Q dissipado = 25%·4 800 = 1 200 J. Elevação ?T = Q/(md·c) = 1 200/(0,50·420) ˜ 5,7 K. Implicações: aumento térmico ~6°C pode aquecer o dispositivo, causar queimaduras, reduzir coeficiente de atrito ou danificar materiais; repetir descidas pode causar degradação e risco ambiental se houver falha. Recomenda-se diminuir dissipação (descida controlada), usar dissipadores de maior massa ou materiais com maior calor específico, monitorar temperatura e limitar uso para preservar equipamento e reduzir impactos.

Explicação

Os cálculos realizados para determinar a energia potencial e a dissipação de calor estão baseados em princípios da física, como a conservação de energia e a relação entre calor, massa e variação de temperatura. A análise das implicações de segurança e ambientais é crucial, pois o aumento de temperatura pode afetar o desempenho do dispositivo e causar riscos à saúde e ao meio ambiente. As recomendações apresentadas visam mitigar esses riscos, garantindo um uso seguro e sustentável do equipamento.

Raio-X da questão

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