Dissertativa 9 - Física - IME 2005

Um objeto foi achado por uma sonda espacial durante a exploração de um planeta distante. Esta sonda possui um braço ligado a uma mola ideal presa a garras especiais. Ainda naquele planeta, observou-se no equilíbrio um deslocamento $x_p = 0,8·{10}^{-2}$ m na mola, com o objeto totalmente suspenso. Retornando à Terra, repetiu-se o experimento observando um deslocamento $x_T = 2,0·{10}^{-2} m$. Ambos os deslocamentos estavam na faixa linear da mola. 

Esse objeto foi colocado em um recipiente termicamente isolado a 378 K em estado sólido. Acrescentou-se 200 g de gelo a 14 °F. Usando um termômetro especial, graduado em uma escala E de temperatura, observou-se que o equilíbrio ocorreu a 1,5 °E, sob pressão normal. Determine: 

1. a razão entre o raio do planeta de origem e o raio da Terra;
2. o calor específico do objeto na fase sólida. 

Dados: a massa do planeta é 10% da massa da Terra;
aceleração da gravidade na Terra (g) = $10 m/s^2$;
temperatura de fusão da água sob pressão normal na escala E: – 12°E;
temperatura de ebulição da água sob pressão normal na escala E: 78°E;
calor específico do gelo: 0,55 cal/g ºC;
calor específico da água na fase líquida: 1,00 cal/g ºC;
calor latente de fusão da água: 80 cal/g;
massa específica da água: $1 g/c{m}^3$;
constante elástica da mola (k) = 502,5 N/m.