2. Para verificar se o motor de um elevador forneceria potência suficiente ao efetuar determinados trabalhos, esse motor passou pelos seguintes testes: (1,0) I - Transportar 1 000 kg até 20 m de altura em 10 s. II - Transportar 2 000 kg até 10 m de altura em 20 s. III – Transportar 3 000 kg até 15 m de altura em 30 s. IV - Transportar 4 000 kg até 30 m de altura em 100 s. O motor utilizará maior potência ao efetuar o trabalho correspondente ao: a) teste III b) teste II c) teste I d) teste IV
Respostas
Epg=Energia potencial gravitacional [Joules]
m=massa [kg]
g=gravidade [m/s²]
h=atura [m]
Dados:
teste I
h=20m.
m=1.000kg.
g=10m/s²
τ=?
testeII
h=10m.
m=2.000kg.
g=10m/s²
τ=?
testeIII
h=15m.
m=3.000kg
g=10m/s².
τ=?
testeIV
h=30m.
m=4.000kg.
g=10m/s²
τ=?
τ=m.g.h⇒teste I
τ=1.000 x 10 x 20
τ=10.000 x 20
τ=200.000Joules.
τ=m.g.h⇒teste II
τ=2.000 x 10 x 10
τ=20.000 x 10
τ=200.000Joules.
τ=m.g.h⇒teste III
τ=3.000 x 10 x 15
τ=30.000 x 15
τ=450.000Joules.
τ=m.g.h⇒teste IV
τ=4.000 x 10 x 30
τ=40.000 x 30
τ=1.200.000Joules.
P=τ/Δt
P=Potencia [Watts]
τ=Trabalho realizado [Joules]
Δt=intervalo de tempo [s]
Dados:
teste I
τ=200.000J
Δt=10seg.
P=?
teste II
τ=200.000J.
Δt=20seg.
P=?
teste III
τ=450.000J
Δt=30seg.
P=?
teste IV
τ=1.200.000J
Δt=100seg
P=?
P=τ/Δt⇒teste I
P=200.000/10
P=20.000Watts.
P=τ/Δt⇒teste II
P= 200.000/20
P=10.000Watts.
P=τ/Δt⇒teste III
P=450.000/30
P=15.000Watts.
P=τ/Δt⇒teste IV
P=1.200.000/100
P=12.000Watts.
Espero que te ajude.
O motor utilizará maior potência no trabalho correspondente à letra c) teste I.
Calculando a potência utilizada
Primeiramente, temos que relembrar que o conceito de potência, que representa a quantidade de trabalho executada em um intervalo de tempo. Sua unidade é o Watts e ela pode ser calculada da seguinte forma:
P = W/Δt
em que:
- P = Potência
- W = Trabalho
- Δt = Intervalo de tempo
Já o trabalho é dado em Joule e é calculado por:
W = F*d
em que:
- W = trabalho
- F = força
- d = deslocamento do corpo na linha de ação da força
Agora, vamos calcular a potência utilizada em cada um dos testes. Lembrando que a força exercida pelo motor é equivalente ao peso levantado. Vamos considerar a gravidade como 10 m/s².
- Teste I:
P = (1000*10*20)/10
P = 20.000 W.
- Teste II:
P = (2000*10*10)/20
P = 10.000 W
- Teste III:
P = (3000*10*15)/30
P = 15.000 W
- Teste IV:
P = (4000*10*30)/100
P = 12.000 W
Ou seja, o motor utilizou mais potência no teste I.
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