Questões de Potência e rendimento
Física, 7 questões com gabarito comentado
O motor de uma motocicleta de patrulha realiza um trabalho de 90.000 J em um intervalo de 15 s ao acelerar em uma pista reta. Nessa situação, a potência média desenvolvida pelo motor nesse intervalo é igual a 6.000 W.
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Gabarito: Certo
Certo. A potência média é a razão entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo gasto, portanto P = W/Δt = 90.000 J / 15 s = 6.000 W, como afirma o item.
Um motor realiza um trabalho de 3.000 J em um intervalo de tempo de 10 s. Nessa situação, a potência média desenvolvida pelo motor é igual a 300 W.
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Gabarito: Certo
Certo. A potência média é o trabalho dividido pelo tempo em que foi realizado, logo P = W/t = 3.000 J / 10 s = 300 W, exatamente o valor indicado no item.
Uma viatura trafega em uma rodovia plana com velocidade constante de 25 m/s (90 km/h). Nessa velocidade, as forças de resistência ao movimento (atrito de rolamento e arrasto do ar) totalizam 2.000 N. Considere 1 cv ≈ 735,5 W.
Nessa situação, a potência que o motor deve fornecer às rodas para manter a velocidade constante é de 50 kW, o que corresponde a aproximadamente 68 cv.
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Gabarito: Certo
Certo. Em velocidade constante, a força motriz equilibra a resistência (F = 2.000 N). P = F·v = 2.000 × 25 = 50.000 W = 50 kW. Em cv: 50.000 ÷ 735,5 ≈ 68 cv.
O motor de um caminhão fornece potência útil de 60 kW às rodas, operando com rendimento de 40%.
Nessa situação, a potência total consumida pelo motor é de 84 kW.
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Gabarito: Errado
Errado. η = / ⇒ = 60 ÷ 0,40 = 150 kW, dos quais 150 − 60 = 90 kW são dissipados. O valor 84 kW resulta de somar 40% à potência útil (60 + 24), aplicando o rendimento do lado errado.
Em um pátio de recolhimento de veículos, um guincho ergue verticalmente, com velocidade constante, um automóvel de 1.200 kg até a altura de 2 m, em 1 minuto. Considere g = 10 m/s².
Nessa situação, a potência média útil desenvolvida pelo guincho é de 24 kW.
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Gabarito: Errado
Errado. O trabalho útil é τ = m·g·h = 1.200 × 10 × 2 = 24.000 J. O tempo deve estar em segundos: 1 min = 60 s. P = 24.000 ÷ 60 = 400 W. O valor 24 kW surge de dividir o trabalho por 1, sem converter minutos em segundos.
Potência é a razão entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo gasto, sendo medida em watts no SI.
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Gabarito: Certo
Certo. A potência é definida como trabalho dividido pelo intervalo de tempo gasto, e a unidade do SI é o watt, que corresponde a 1 joule por segundo (1 W = 1 J/s).
Um cavalo-vapor equivale a aproximadamente 735 W.
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Gabarito: Certo
Certo. O cavalo-vapor é unidade de potência fora do SI e equivale a cerca de 735,5 W, de modo que o valor aproximado de 735 W apresentado no item está correto.