AULA 0 POTÊNCIA MECÂNICA 1- POTÊNCIA Uma força pode realizar um memo trabalho em intervalo de tempo diferente. Quando colocamo um corpo de maa m obre uma mea de altura H num local onde a aceleração da gravidade é g, realizamo um trabalho igual a mgh. Ete trabalho pode er realizado em um egundo ou em uma hora. A grandeza que no informa a rapidez com que um trabalho é realizado é chamada de potência. P ot = τ - POTÊNCIA MÉDIA E POTÊNCIA INSTANTÂNEA τ P = F coθ P = P = F V coθ P = F V coθ - GRÁFICO POTÊNCIA X TEMPO 4- UNIDADE DE POTÊNCIA No itema internacional de unidade temo: Kg. m N. m J [ P ] = = = = W( watt)
EXERCÍCIOS Analie a afirmativa e marque V para a verdadeira e F para a fala QUESTÃO 01 1. ( ) A potência média de um dipoitivo que deenvolve um trabalho T durante um intervalo de tempo Dt é a razão. ( ) m Kg é unidade de potência P m T =.. ( ) O quilowatt é unidade de potência. 4. ( ) A potência da força peo, num delocamento horizontal da partícula, é neceariamente igual a zero. 5. ( ) O quilowatt-hora é unidade de trabalho. QUESTÃO 0 1. ( ) Um motor de potência 15W deve erguer um peo de 10N a uma altura de 10m, neta condiçõe, podemo afirmar que o tempo depende do rendimento da máquina empregada, e o rendimento for de 100%, o tempo erá de 0,8.. ( ) Uma máquina de levantamento delocou verticalmente, com velocidade contante, 10 aca de café, do chão até uma altura de 15 m, em 18 egundo. Dado que cada aca tem maa de 60 kg, a potencia do motor que aciona a máquina de levantamento, deprezando-e poívei perda e coniderando-e g = 10 m/, vale 50 KW.. ( ) Uma bomba de 4 KW de potência eleva 00 litro de água por minuto a uma altura de 1 metro, e a gravidade local é de 10 m/ e a denidade da água d água =1 kg/1. 4. ( ) Uma força horizontal contante de intenidade 70 N, deve er exercida para manter um corpo e movendo com velocidade contante de módulo 0 m/ em um plano horizontal, a potência da força de atrito é 1400W. 5. ( ) O gráfico a eguir repreenta a potência da força reultante que age em uma partícula em função do tempo. A partícula parte do repouo no intante t 0 =0 e decreve uma trajetória retilínea. Sendo a maa da partícula igual a 1 kg, o módulo da velocidade da partícula no intante t 1 =0 é de 10m/.
QUESTÃO 0 1. ( ) Uma força deenvolve uma potência de 1 watt quando realiza um trabalho de 1 joule em 1 egundo.. ( ) O câmbio de um automóvel é projetado de maneira que a força exercida pelo motor eja tanto maior quanto menor for a velocidade.. ( ) A potência fornecida por uma roda d água é de 1500 KW. A potência total que a roda d água conome de uma queda-d água e o eu rendimento é de 80% vale 1900 KW. 4. ( ) Uma empilhadeira elétrica tranporta do chão até uma prateleira, a 6m do chão, um pacote de 10 Kg. O gráfico ilutra a altura do pacote em função do tempo. A potência aplicada ao corpo pela máquina é 60W. 5. ( ) O rendimento de uma máquina bem lubrificada pode er maior que 100%. QUESTÃO 04 1. ( ) O rendimento de uma máquina relaciona a potência fornecida ao dipoitivo com a potência por ele perdida no proceo.. ( ) O rendimento de um dipoitivo é a relação entre o trabalho útil e o trabalho motriz.. ( ) O rendimento é uma grandeza fíica adimenional, por er o quociente de dua grandeza da mema epécie. 4. ( ) Na máquina reai, o rendimento é empre menor que 1. 5. ( ) O atrito reduz o rendimento de uma máquina. QUESTÃO 05 1. ( ) Engenheiro de uma companhia hidrelétrica pretendem projetar uma pequena uina aproveitando um denível de terreno de 80m, pó onde corre um rio com vazão de 5000 litro por egundo.a potência máxima que eta uina pode gerar é aproximadamente 0 MW.. ( ) Potência é uma grandeza ecalar.. ( ) Potência é a taxa de realização de trabalho. 4. ( ) Um cavalo puxa uma carroça com uma força de 00N, fazendo um ângulo de 60 o com a horizontal, e movendo a carroça com uma velocidade de 10,8 Km/h, a potência deenvolvida pelo cavalo em 10 minuto é de 00 W. 5. ( ) A energia conumida em uma corrida é aproximadamente de 80 Kcal / Km, independentemente da velocidade do corredor, logo a potência média dipendida por um corredor durante 10 numa corrida de 100m rao é de 6,8 KW.
QUESTÃO 06 1. ( ) Trabalhando com ua potência máxima, uma locomotiva de 1,5 MW acelera um trem partindo de uma velocidade inicial de 10 m/ para 5 m/ em 6,0 minuto, deprezando o atrito a maa do trem é de 4 tonelada.. ( ) A potência neceária para elevar uma caixa até uma plataforma depende da velocidade com a qual ela é upena.. ( ) Potência mecânica de uma força mede a rapidez com que eta força realiza trabalho. 4. ( ) A componente centrípeta da força reultante não realiza trabalho e ua potência é nula. 5. ( ) No gráfico da potência mecânica intantânea em função do tempo, a área ob o gráfico, entre doi intante, mede o trabalho realizado entre aquele intante. QUESTÃO 07 1. ( ) Um motor que opera com potência útil de 15 W deve erguer um corpo de peo 100N a uma altura de 10m em acrécimo de energia cinética.o trabalho realizado pela força F aplicada pelo motor e o tempo gato neta operação valem repectivamente 1000 J e 8,0.. ( ) Conidere um ponto material em trajetória retilínea e cuja velocidade ecalar é dada por V = 5t para V em m/ e t em egundo. Sendo a maa do ponto material de,0 Kg a expreão da potência intantânea é P = 100t.. ( ) A velocidade da água na parte mai alta de uma cachoeira é coniderada nula e no opé da cachoeira tem módulo V. Sendo m, a denidade da água, Z a vazão da cachoeira, g o módulo da aceleração da gravidade e deprezando-e quaiquer perda de energia mecânica, a expreão da potência da cachoeira é dada por µ Z V. 4. ( ) Um automóvel de maa 500 Kg é acelerado uniformemente a partir do repouo até uma velocidade ecalar de 40m. -1 em t 1 =10, em uma trajetória retilínea. Deprezando-e a reitência do ar, a potência média e a potência no intante t 1 deenvolvida pela força do motor do automóvel ão repectivamente, iguai a 80KW e 160 KW. 5. ( ) Um navio navegando á velocidade contante de 10,8Km/h conumiu,16 tonelada de carvão em um dia. Sendo h = 0,10 o rendimento do motor e q=,00.10 7 J/Kg o poder calorífico de combutão do carvão, a força de reitência oferecida pela água e pelo ar ao movimento do navio tem intenidade igual a 5,0.10 4 N. QUESTÃO 08 Kg m N m J 1. ( ) = = = W.. ( ) Doi guindate G 1 e G tranportam a mema carga de peo P até uma mema altura H. O primeiro gata 0 nea tarefa e o egundo, 0. Sendo T 1 e T o trabalho realizado e W 1 e W a potência deenvolvida por G 1 e G, repectivamente, é correto afirmar que T 1 = T e W 1 = W.. ( ) Um pai de 70 Kg e eu filho de 50 Kg pedalam lado a lado, em bicicleta idêntica, mantendo empre velocidade uniforme. Se ambo obem uma rampa e
atingem um patamar plano, podemo afirmar que, na ubida da rampa até atingir o patamar, o filho, em relação ao pai deenvolveu potência mecânica menor. 4. ( )Dipõe-e de um motor com potência útil de 00W para erguer um fardo de maa de 0 Kg à altura de 100m em um local onde g= 10m/. Supondo que o fardo parte do repouo e volta ao repouo, o trabalho deenvolvido pela força aplicada pelo motor e o tempo gato nea operação valem repectivamente, 4,0.10 4 J e,0.10. 5. ( ) Conidere o mecanimo indicado na figura onde a roldana e o fio ão ideai. Depreze o efeito do ar. Um operário aplicou ao fio uma força contante, de intenidade 160N, para levantar uma carga a uma altura de 5,0m, em acrécimo de energia cinética em um intervalo de tempo de 0. A potência útil deenvolvida pelo operário, neta tarefa, foi de 80W. QUESTÃO 09 1. ( ) Uma partícula de maa,0 Kg etá em trajetória retilínea com equação horária do epaço dada por S = K t onde K é uma contante poitiva. No intante t=,0 a potência intantânea da força reultante e a força reultante na partícula valem repectivamente, 64W e 8,0N.. ( ) Um carro recentemente lançado pela indútria braileira tem aproximadamente 1,5 tonelada de maa e pode acelerar, do repouo até uma velocidade ecalar de 108 Km/h, em 10. Se um cavalo vapor (cv) vale 750W a potência do motor do carro é de 180cv.. ( ) Um automóvel poui motor de potência máxima P o. O motor tranmite ua potência completamente à roda. Movendo-e em uma etrada retilínea horizontal, na auência de vento, o automóvel ofre a reitência do ar que é exprea por uma força de magnitude F = AV, onde A é uma contante poitiva e V é o módulo da velocidade do automóvel. O entido dea força é opoto ao da velocidade do automóvel. Não há outra força reitindo ao movimento. Nea condiçõe, a velocidade máxima que o automóvel pode atingir é V o. Se quiéemo trocar o motor dee automóvel por um outro de potência máxima P, de modo que a velocidade máxima atingida na mema condiçõe foe V=V o a relação entre P e P o deveria er P=8P o. 4. ( ) Uma partícula de maa,0 Kg tem velocidade ecalar inicial V o = 4,0m/ e decreve uma trajetória retilínea ob a ação de uma força reultante contante de intenidade F. O gráfico a eguir repreenta a potência intantânea deta força reultante em função do tempo.
A velocidade ecalar no intante t=,0 vale 16m/. 5. O trabalho realizado por unidade de tempo, e chama potência. QUESTÃO 10 A ordem da potência em Watt deenvolvida por uma peoa para ubir correndo uma ecada que liga um andar a outro é mai próxima de 10. Um dipoitivo conome 1000 Watt realizando um trabalho de 00J em 4. Seu rendimento vale 80%. Um canhão lança um obu com velocidade inicial de 1000m/. O rendimento do canhão vito como máquina térmica, abendo-e que a maa do obu é 750Kg, a carga de pólvora é 00Kg e um grama de pólvora queimando deprende 6000J, é de aproximadamente 40%. Potencia pode er o produto de força pela velocidade, no cao da força contante. Uma máquina elétrica, ligada em média 1 hora por dia, gata R$ 180,00 de energia elétrica por mê. Se a tarifa cobrada é de R$,00 por Quilowatt.hora, então a potência dee aparelho elétrico é de 000W. GABARITO: 1 4 5 VVVVV VFFVV VVVVF FVVVV VVVVF 6 7 8 9 10 FVVVV VVVFF VVVFV VFVVV VVFVV