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Exercícios sobre potência mecânica e rendimento

Exercícios de Física

Estes exercícios abordam os princípios da potência mecânica e do rendimento. Para resolvê-los, você precisa conhecer as equações que envolvem trabalho, potência, energia mecânica e rendimento. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

A potência disponível em uma queda d'água é de 800 kW. Qual é a potência útil que se pode obter com essa queda d'água se nela for utilizada uma máquina hidráulica de rendimento igual a 50%?

a) 500 kW

b) 600 kW

c) 200 kW

d) 480 kW

e) 400 kW

questão 2

Sobre um carro de grande porte que se movimenta com velocidade constante de 30 m/s é exercida uma força de 1000 N. Sabendo que seu rendimento é de 20%, determine, aproximadamente, a potência consumida pelo motor desse carro em HP (Horse power).

(DADO: 1 HP = 746 w)

a) 250

b) 300

c) 500

d) 200

e) 400

questão 3

(VUNESP) Os dragsters são veículos que, acelerando uniformemente, chegam a atingir velocidade de 360 Km/h em pistas planas e retas de 400 m de comprimento. Um dragster de 600 Kg de massa, que atinja essa marca, desenvolverá uma potência média, em cv (cavalo-vapor), de, aproximadamente: (DADO: 1 cv = 735 w)

a) 500

b) 510

c) 1000

d) 1020

e) 1750

questão 4

(UFPE) Um automóvel se desloca em uma estrada plana e reta com velocidade constante v = 80 km/h. A potência do motor do automóvel é P = 25 kW. Supondo que todas as forças que atuam no automóvel sejam constantes, calcule o módulo da força de atrito total em newtons.

a) 1125

b) 2250

c) 3120

d) 3200

e) 4500

respostas
Questão 1

LETRA “E”

Da definição de rendimento, temos que: η = PÚTIL x 100%
                                                                    PTOTAL

50% = PÚTIL x 100% → PÚTIL = 800 x 0,5 = 400 Kw
            800

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Questão 2

LETRA “D”

A potência útil pode ser definida como o produto da força exercida sobre o corpo e sua velocidade. Portanto: PÚTIL = 1000 . 30 = 30.000 W

Da definição de rendimento e sabendo que este corresponde a 0,2, temos:

η = PÚTIL → 0,2 = 30.000 → PTOTAL = 30.000 = 150.000 W
     PTOTAL                 PTOTAL                       0,2

Como 1 HP = 746 W, temos que: 150.000 W ≈ 200 HP
                                                        746 W

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Questão 3

LETRA "D"

A velocidade do veículo é 360 Km/h. Dividimos por 3,6 para transformar de Km/h para m/s, logo, 360 Km/h = 100 m/s. Aplicando o teorema da energia cinética, temos:

τ = EC FINAL – EC INICIAL

τ = ½ m.v2 – ½ m.v02 como v0 = 0 , temos:

τ = ½ m.v2 = ½ 600.1002 = ½ 6000.000 = 3000.000 = 3 x 106J

Supondo que a aceleração seja constante, utilizando a equação de Torricelli, temos:

V2 = V02 + 2.a . ∆S

1002 = 0 + 2 . a . 400

10.000 = 800 a

a = 12,5 m/s2

Da expressão V = V0 + a .t, temos: 100 = 0 + 12,5 . t → t = 8s.

Logo, como a potência é fruto da razão entre a energia e o tempo, temos que:

P = 3 x 106J = 3,75 x 10 5 W, que, dividido por 735W, corresponde
           8          a aproximadamente 510 cv.

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Questão 4

LETRA “A”

Como potência pode ser definida como o produto da força pela velocidade, temos:

P = F . v

25 000 = F . 80 → F . 80 = 90.000 → F = 1125 N
                    3,6

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