Projetado para subir com velocidade média constante a uma altura de 32 m em 40 segundos

não conseguiria manter esse ritmo por um tempo longo. O que inviabilizaria a continuidade do movimento não seria a capaci-dade do cavalo fazer força, pois qualquer pangaré é capaz de fazer uma força de 400 N, mas sim sua capacidade de produzir e de manter a potência.BISBILHOTANDOF= 400 NPotência (W)Tempo (s)1052015002.0006.0004.0008.000Desempenho atléticoO gráfico da figura a seguir mostra a potência mecânica conseguida por um atleta para atividades feitas com as pernas (correr, subir escadas, pedalar...). O gráfico foi construído a partir de informações disponíveis na literatura especializada e vale, com pequenas dife-renças, para mulheres e homens. Ele mostra a potência média em função da duração da atividade. Assim, para atividades que duram 10 s, a potência média é 1.500 W; para ativi-dades que duram 1 minuto, a potência média é de aproximadamente 600 W. Entretanto, um atleta que tenha dissipado 1.500 W nos primeiros 10 s estaria extenuado e não conse-guiria continuar em atividade até completar um minuto dissipando 600 W.

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.14Também devemos considerar que a taxa de consumo de energia pelo organismo é apro-ximadamente quatro vezes a potência mecânica. Assim, se um atleta permaneceu 1 min dissipando 600 W com atividades mecânicas externas, a produção total de energia é 600 W × 60 s = 36.000 J. E para produzir esses 36.000 J seu organismo deverá consumir 4 × 36.000 J = 144.000 J.Vimos que a potência dissipada por um atleta em atividades físicas de curta duração cai à medida que passa o tempo. Em atividades mais longas, a potência continua caindo, atin-gindo cerca de 400 W para aquelas que duram algumas horas, como uma maratona (42 km e duração de pouco mais que 2 h) e cerca de 350 W para atividades mais longas, como pe-dalar 200 km (o que leva cerca de 5 h, mesmo para um bom atleta). Para atividades muito longas, que podem durar um dia inteiro, a potência máxima é da ordem de 300 W.Potência totalrecebidaPotênciaútilPotênciadissipadaHELENE, Otaviano A. Marcondes. Física interessante.Instituto de Física da USP.Disponível em: <." target=_blank>>. Acesso em: 28 maio 2008. (Texto adaptado.)VOCÊ PRECISA SABER!Quando um liquidificador está ligado, podemos identificar que uma pequena quantidade de calor é pro-duzida com o funcionamento do motor. Esse aqueci-mento não é aproveitado na trituração dos alimentos. Uma grandeza física bastante utilizada para avaliar a efi-ciência na realização de um determinado processo é o rendimento(g). Em um liquidificador, por exemplo, um motor transforma a energia elétrica proveniente da distribuidora da cidade em energia de movimentação das facas. O cálculo do rendimento estabelece uma relação entre a potência total recebida no processo (Pt) e a potência que foi efetivamente uti-lizada para a realização do trabalho pelo motor, denominada potência útil (Pútil). Isso significa que, quando em operação, parte da potência total do motor é dissipada por efeito do atrito, gerando, por exemplo, calor. É por isso que o liquidificador aquece.

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Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre

Potência de uma força

01-(UFSM-RS) Leia a informação a seguir.

A construção de usinas geradoras de eletricidade causa impacto para o meio ambiente, mas pode proporcionar uma melhor qualidade de vida, trazendo conforto em residências.

Observe a figura:

Essa figura representa a potência em W consumida numa residência alimentada por uma tensão de 220V ao longo de um dia. A energia consumida no período de maior consumo, em kWh, é de:

02-(UFPE-PE) Uma caixa d’água de 66 kg precisa ser içada até o telhado de um pequeno edifício de altura igual a 18 m. A caixa é içada com velocidade constante, em 2,0 min. Calcule a potência mecânica mínima necessária para realizar essa tarefa, em watts. Despreze o efeito do atrito e considere g=10m/s2.

03-(PUC-RS) Considere a figura a seguir, que representa uma parte dos degraus de uma escada, com suas medidas.

Uma pessoa de 80,0kg sobe 60 degraus dessa escada em 120s num local onde a aceleração da gravidade é de 10,0m/s2. Desprezando eventuais perdas por atrito, o trabalho realizado ao subir esses 60 degraus e a potência média durante a subida são, respectivamente,

a) 7,20kJ e 60,0W          

b) 0,720kJ e 6,00W          

c) 14,4kJ e 60,0W         

d) 1,44kJ e 12,0W         

e) 14,4kJ e 120W

04-(FGV-SP) Procurando um parâmetro para assimilar o significado da informação impressa na embalagem de um pão de forma – valor energético de duas fatias (50 g) = 100 kcal – , um rapaz calcula o tempo que uma lâmpada de 60 W permaneceria acesa utilizando essa energia, concluindo que esse tempo seria, aproximadamente,

Dado: 1 cal = 4,2 J

a) 100 minutos.              

b) 110 minutos.                  

c) 120 minutos.               

d) 140 minutos.               

e) 180 minutos.

05-(FUVEST-SP) Em um terminal de cargas, uma esteira rolante é utilizada para transportar caixas iguais, de massa M = 80 kg, com centros igualmente espaçados de 1 m. Quando a velocidade da esteira é 1,5 m/s, a potência dos motores para mantê-la em movimento é Po. Em um trecho de seu percurso, é necessário planejar uma inclinação para que a esteira eleve a carga a uma altura de 5 m, como indicado. Para acrescentar essa rampa e manter a velocidade da esteira, os motores devem passar a fornecer uma potência adicional aproximada de

06-(FATEC-SP) Em um apartamento, há um chuveiro elétrico que dissipa 6000W de potência quando usado com o seletor de temperatura na posição inverno e 4000W quando usado com o seletor de temperatura na posição verão. O casal que reside nesse apartamento utiliza o chuveiro em média 30 minutos por dia,sempre com o seletor na posição inverno.

 Assustado com o alto valor da conta de luz, o marido informa a sua esposa que, a partir do dia seguinte, o chuveiro passará a ser utilizado apenas com o seletor na posição verão. Com esse procedimento, num mês de 30 dias, a economia de energia elétrica, em quilowatts-hora, será de:

07-(FUVEST-SP) Pedro mantém uma dieta de 3 000 kcal diárias e toda essa energia é consumida por seu organismo a cada dia. Assim, ao final de um mês (30 dias), seu organismo pode ser considerado como equivalente a um aparelho elétrico que, nesse mês, tenha consumido

a) 50 kW.h                     

b) 80 kW.h                    

c) 100 kW.h                   

d) 175 kW.h                    

e) 225 kW.h

Obs: 1 kW.h é a energia consumida em 1 hora por um equipamento que desenvolve uma potência de 1 kW

1 cal = 4 J

08-(ITA-SP) Projetado para subir com velocidade média constante a uma altura de 32 m em 40 s, um elevador consome a potência de 8,5 kW de seu motor. Considere que seja de 370 kg a massa do elevador vazio e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2. Nessas condições, o número máximo de passageiros, de 70 kg cada um, a ser transportado pelo elevador é

09-(UNESP-SP) Em vários países no mundo, os recursos hídricos são utilizados como fonte de energia elétrica.

O princípio de funcionamento das hidrelétricas está baseado no aproveitamento da energia potencial gravitacional da água, represada por uma barragem, para movimentar turbinas que convertem essa energia em energia elétrica. Considere que 700 m3 de água chegam por segundo a uma turbina situada 120 m abaixo do nível da represa. Se a massa específica da água é 1000 kg/m3 e considerando g = 10 m/s2, calcule a potência fornecida pelo fluxo de água.

10-(ENEM) A eficiência de uma usina, do tipo da representada na figura, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da energia da água no início do processo se transforma em energia elétrica.

A usina Ji-Paraná, do Estado de Rondônia, tem potência instalada de 512 milhões de watts, e a barragem tem altura de aproximadamente 120m. A vazão do Rio Ji-Paraná, em litros de água por segundo, deve ser da ordem de: (g=10m/s2)

11-(UNESP-SP) O teste Margaria de corrida em escada é um meio rápido de medida de potência anaeróbica de uma pessoa. Consiste em fazê-la subir uma escada de dois em dois degraus, cada um com 18 cm de altura, partindo com velocidade máxima e constante de uma distância de alguns metros da escada. Quando pisa no 8o. degrau, a pessoa aciona um cronômetro, que se desliga quando pisa no 12o degrau. Se o intervalo de tempo registrado para uma pessoa de 70 kg foi de 2,8 s e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a potência média  avaliada por este método foi de

12-(Uff-RJ) O projeto de transposição do rio São Francisco, ora em discussão, implicará a necessidade de se elevar 280 m3 de água por segundo até uma altura de 160 m. Sabe-se que a massa de um litro d’água é um quilograma.

Determine o valor da potência necessária para esse fim, em watts.

13-(Ufes)

O recalque das águas do rio São Francisco será feito através de quatro estações elevatórias, representadas na figura. Considerando que o fluxo de transposição será de 26 m3 de água por segundo, a potência mínima necessária para a transposição será, aproximadamente, de:

14-(FUVEST-SP) A usina hidrelétrica de Itaipu possui 20 turbinas, cada uma fornecendo uma potência elétrica útil de 680 MW, a partir de um desnível de água de 120 m.

No complexo, construído no Rio Paraná, as águas da represa passam em cada turbina com vazão de 600 m3/s.

(g=10m/s2) e dágua=103kg/m3)

a) Estime o número de domicílios, N, que deixariam de ser atendidos se, pela queda de um raio, uma dessas turbinas interrompesse sua operação entre 17 h 30 min e 20 h 30 min, considerando que o consumo médio de energia, por domicílio, nesse período, seja de 4 kWh.

b) Estime a massa M, em kg, de água do rio que entra em cada turbina, a cada segundo.

c) Estime a potência mecânica da água P, em MW, em cada turbina.

NOTE E ADOTE:

Densidade da água = 103 kg/m3.

1 MW = 1 megawatt = 106 W.

1 kWh = 1000 W . 3600 s = 3,6.106 J

Os valores mencionados foram aproximados para facilitar os cálculos.

15-(ITA-SP) Calcule a área útil das placas de energia solar de um sistema de aquecimento de água, para uma residência com quatro moradores, visando manter um acréscimo médio de 30,0° C em relação à temperatura ambiente.

Considere que cada pessoa gasta 30,0 litros de água quente por dia e que, na latitude geográfica da residência, a conversão média mensal de energia é de 60,0 kWh/mês por metro quadrado de superfície coletora. Considere ainda que o reservatório de água quente com capacidade para 200 litros apresente uma perda de energia de 0,30 kWh por mês para cada litro. É dado o calor específico da água c = 4,19 J/g°C e a densidade da água 1kg/L.

Gráfico da potência em função do tempo

16-(FUVEST-SP) A potência de uma máquina em função do tempo variou da maneira indicada pelo gráfico.

Qual o trabalho realizado pela máquina desde zero segundo a 150 segundos?

Relação entre potência média (Pm) e velocidade média (Vm)

17-(UNESP-SP) No sistema da figura, o motor estacionário M, puxa um bloco de massa m=500kg com velocidade constante Vo=0,50m/s sobre uma superfície horizontal, cujo coeficiente de atrito é 0,10. (g=10m/s2).

Qual deve ser a potência do motor?

18- (UNIFESP-SP) Avalia-se que um atleta de 60kg, numa prova de 10000m rasos, desenvolve uma potência média de 300W.

a) Qual o consumo médio de calorias desse atleta, sabendo que o tempo dessa prova é de cerca de 0,50h?

Dado: 1 cal = 4,2 J.

b) Admita que a velocidade do atleta é constante. Qual a intensidade média da força exercida sobre o atleta durante a corrida?

19-(Ufsm-RS) Um caminhão transporta 30 toneladas de soja numa estrada retilínea e plana, em MRU, com velocidade de módulo igual a 72km/h.

Se 200 kW da potência do motor do caminhão estão sendo usados para vencer a força de resistência do ar, o módulo dessa força é, em N,

a) 10000                     

b) 60000                      

c) 480000                       

d) 6000000                       

e) 14400000

20- (Ufpe-PE) 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 são constantes, calcule o módulo da força de atrito total, em newtons.

21- (FUVEST-SP) Nos manuais de automóveis, a caracterização dos motores é feita em CV (cavalo-vapor). Essa unidade, proposta no tempo das primeiras máquinas a vapor, correspondia à capacidade de um cavalo típico, que conseguia erguer, na vertical, com auxílio de uma roldana, um bloco de 75 kg, à velocidade de 1 m/s.

Para subir uma ladeira, inclinada como na figura, um carro de 1000 kg, mantendo uma velocidade constante de 15 m/s (54 km/h), desenvolve uma potência útil que, em CV, é, aproximadamente, de: (g=10m/s2)

22- (FUVEST-SP) Um elevador de carga, com massa M = 5 000 kg, é suspenso por um cabo na parte externa de um edifício em construção. Nas condições das questões a seguir, considere que o motor fornece a potência P = 150 kW. (g=10m/s2)

a) Determine a força F1, em N, que o cabo exerce sobre o elevador, quando ele é puxado com velocidade constante.

b) Determine a força F2 em N, que o cabo exerce sobre o elevador, no instante em que ele está subindo com uma aceleração para cima de módulo a = 5 m/s2.

c) Levando em conta a potência P do motor, determine a velocidade V2 em m/s, com que o elevador estará subindo, nas condições do item (b) (a = 5 m/s2).

d) Determine a velocidade máxima VM, em m/s, com que o elevador pode subir quando puxado pelo motor.

NOTE E ADOTE:

A potência P, desenvolvida por uma força F, é igual ao produto da força pela velocidade V do corpo em que atua, quando V tem a direção e o sentido da força.

23-(Fuvest-SP) Um carro de corrida de massa m=800kg, percorre uma pista de prova plana com velocidade constante Vo=60m/s  Nessa situação, observa-se que a potência desenvolvida pelo motor P1=120kW, é praticamente utilizada para vencer a resistência do ar Situação 1, pista horizontal).

Prosseguindo com os testes, faz-se o carro descer uma ladeira, com o motor desligado, de forma que mantenha a mesma velocidade Vo e que enfrente a mesma resistência do ar (situação 2, inclinação a)

Finalmente, faz-se o carro subir uma ladeira, com a mesma velocidade Vo, sujeito à mesma resistência do ar (situação 3, inclinação q)

a) Estime, para a situação 1, o valor da força de resistência do ar FR, em newtons, que age sobre o carro no sentido oposto a seu movimento.

b) Estime, para a situação 2, o seno do ângulo de inclinação da ladeira, sem a, para que o carro desça a ladeira com velocidade=60m/s, constante.

c) Estime, para a Situação 3, a potência P3 do motor, em kW, para que o carro suba uma ladeira de inclinação dada por senq=0,3, mantendo a velocidade Vo=60m/s.

24-(Ufpe) Um elevador de massa me = 200 kg tem capacidade máxima para 6 pessoas, cada uma com massa mp = 70 kg.

Como forma de economizar energia, há um contra-peso de massa mcp = 220 kg. Calcule a potência mínima que o motor deve desenvolver para fazer com que o elevador possa subir com a carga máxima e velocidade constante v = 0,5 m/s. Expresse o resultado em kW.  Considere g = 10 m/s2.

25-(FUVEST-SP) A figura a seguir representa esquematicamente um elevador E com massa de 800kg e um contrapeso B, também de 800kg, acionados por um motor M.

A carga interna do elevador é de 500kg.

a) Qual a potência fornecida pelo motor com o elevador subindo com velocidade constante de 1m/s?

b) Qual a força aplicada pelo motor através do cabo, para acelerar o elevador em ascensão, a razão de 0,5m/s2?

26- (Ufal) Um pedra é arremessada horizontalmente por uma pessoa que lhe aplica uma força de intensidade F que varia com a velocidade v da pedra segundo o gráfico.

A potência instantânea da força F quando a velocidade da pedra é de 20 m/s é, em W,

a) 8,0 × 102                   

b) 6,0 × 102                      

c) 4,0 × 102                      

d) 2,0 × 102                     

e) 1,0 × 102

Rendimento

27-(PUC-SP) Um dispositivo consome 1.000W realizando um trabalho de 3.200J em 4s. Seu rendimento vale:

28-(UNESP-SP) Um motor recebe durante 1 minuto a potência de 200W, realizando um trabalho de 8.640J. Calcule o rendimento do motor.

29-(ITA-SP) Uma escada rolante transporta passageiros do andar térreo A ao andar superior B, com velocidade constante.

A escada tem comprimento total igual a 15m, degraus em número de 75 e inclinação igual a 30o. Dados: sen30o=0,5 e g=10m/s2. Determine:

a) o trabalho da força motora necessário para elevar um passageiro de 80kg de A até B.

b) a potência correspondente ao item anterior empregada pelo motor que aciona o mecanismo efetuando o transporte em 30s.

c) o rendimento do motor, sabendo-se que a potência total é de 400W.

30-(UNESP-SP) Um motor de potência útil igual a 125W, funcionando como elevador, eleva a 10m de altura, com velocidade

 constante, um corpo de peso igual a 50N, no tempo de:

31-(Inatel-MG) Rendimento de uma máquina é a sua:

a) capacidade de realização de trabalho     

b) taxa temporal de realização de trabalho     

c)capacidade de ampliar as forças aplicadas nela     

d) taxa de transformação de trabalho em calor      e) taxa de transformação da energia disponível em trabalho

32-(MACKENZIE-SP) Um automóvel de massa 800kg partiu do repouso em uma estrada retilínea e horizontal, devido à ação de uma força constante de 1.800N, paralela à estrada e aplicada pelo seu motor, de rendimento 45 %. Ao percorrer 400m, sob a ação exclusiva dessa força, o consumo de energia proveniente do combustível foi, no mínimo, igual a:

33- (UNIFESP-SP) Após algumas informações sobre o carro, saímos em direção ao trecho off-road. Na primeira acelerada já deu para perceber a força do modelo.

De acordo com números do fabricante, são 299 cavalos de potência […] e os 100 km/h iniciais são conquistados em satisfatórios 7,5 segundos, graças à boa relação peso/potência, já que o carro vem com vários componentes de alumínio.

(http://carsale.uol.com.br/opapoecarro/testes/aval_050404discovery.shtml 5)

O texto descreve um teste de avaliação de um veículo importado, lançado neste ano no mercado brasileiro. Sabendo que a massa desse carro é de 2 400 kg, e admitindo 1 cv = 740 W e 100 km/h = 28 m/s, pode-se afirmar que, para atingir os 100 km/h iniciais, a potência útil média desenvolvida durante o teste, em relação à potência total do carro, foi, aproximadamente de

34- (Ufg) Nas usinas hidroelétricas, a energia potencial gravitacional de um reservatório de água é convertida em energia elétrica através de turbinas. Uma usina de pequeno porte possui vazão de água de 400 m3/s, queda de 9 m, eficiência de 90% e é utilizada

para o abastecimento de energia elétrica de uma comunidade cujo consumo per capita mensal é igual a 360 kWh.(g=10m/s2). Calcule:

a) a potência elétrica gerada pela usina;

b) o número de habitantes que ela pode atender.

35-(FUVEST-SP)  O que consome mais energia ao longo de um mês, uma residência ou um carro?

Suponha que o consumo mensal de energia elétrica residencial de uma família, ER, seja 300 kWh (300 quilowatts . hora) e que, nesse período, o carro da família tenha consumido uma energia EC, fornecida por 180 litros de gasolina. Assim, a razão EC/ER será, aproximadamente:

Calor de combustão da gasolina ≈ 30 000 kJ/litro  —  1 kJ = 1 000 J

36-(UNICAMP-SP) A tração animal pode ter sido a primeira fonte externa de energia usada pelo homem e representa um aspecto marcante da sua relação com os animais.

a) O gráfico mostra a força de tração exercida por um cavalo como função do deslocamento de uma carroça. O trabalho realizado

 pela força é dado pela área sob a curva Fxd. Calcule o trabalho realizado pela força de tração do cavalo na região em que ela é constante.

b) No sistema internacional, a unidade de potência é o watt (W) = 1 J/s. O uso de tração animal era tão difundido no passado que James Watt, aprimorador da máquina a vapor, definiu uma unidade de potência tomando os cavalos como referência. O cavalo –

 vapor (CV), definido a partir da idéia de Watt, vale aproximadamente 740 W. Suponha que um cavalo, transportando uma pessoa ao longo do dia, realize um trabalho total de 444.000 J. Sabendo que o motor de uma moto, operando na potência máxima, executa esse mesmo trabalho em 40 s, calcule a potência máxima do motor da moto em CV.

37-(FGV-SP)  Conhecido como parafuso de Arquimedes, este dispositivo foi utilizado pelos egípcios para retirar água do Nilo. Um modelo simples pode ser construído com uma mangueira enrolada em uma haste reta. Quando a haste é girada no sentido conveniente, a extremidade inferior da mangueira entra e sai da água, aprisionando uma porção desta no interior da mangueira. Enquanto o parafuso gira, a água capturada é obrigada a subir até o outro extremo da mangueira, onde é despejada.

Com um desses dispositivos, elevou-se água proveniente de um rio até um reservatório, localizado a 2,0 m de altura em relação ao nível de água desse rio. O parafuso de Arquimedes utilizado tinha 100 voltas completas de uma mangueira de borracha, sendo que cada anel podia transportar 1,0 cm3 de água. Desconsiderando atritos e supondo uma rotação uniforme, admitindo que o tempo necessário para que o parafuso girasse 360º em torno de seu eixo era de 2,0 s, a potência útil da fonte do movimento de rotação, em W, era de: Dado: densidade da água = 1,0 g/cm3; aceleração da gravidade = 10 m/s2

38-(PUC-MG)  Na leitura da placa de identificação de um chuveiro elétrico, constatam-se os seguintes

valores: 127 V – 4800W. É CORRETO afirmar:

a) Esse equipamento consome uma energia de 4800 J a cada segundo de funcionamento. 

b) A corrente elétrica correta para o funcionamento desse chuveiro é de no máximo 127 V. 

c) A tensão adequada para o seu funcionamento não pode ser superior a 4800 W. 

d) Não é possível determinar o valor correto da corrente elétrica com as informações disponíveis. 

39-(UFOP-MG)  Normalmente, para elevar as camas em hospitais, as enfermeiras utilizam o sistema rosca-manivela.

 Considere que o braço de uma manivela é de 0,2 m e que uma enfermeira, ao girá-lo com uma velocidade constante, gasta 20 s para dar 10 voltas completas, elevando, assim, um peso de 450 N a uma altura de 0,5 m. Desprezando as perdas com atrito, calcule:

a) a velocidade angular da manivela;       

b) o trabalho realizado pela enfermeira;      

c) a potência desenvolvida pela enfermeira.

40-(UFG-GO)  Um trabalhador da construção civil usa uma polia e uma corda para transportar telhas

até a cobertura de uma residência, a 3 m de altura. Se o trabalhador transporta 20 telhas por vez durante duas horas, à velocidade média de 0,1 m/s, calcule:

a) a quantidade de calorias a mais que deve ser ingerida pelo trabalhador, sabendo-se que apenas 15% dessa energia será transformada em energia mecânica pelo corpo humano;

b) o número total de telhas transportadas nesse intervalo de duas horas.

41-(UFSC-SC)  Para que o trabalho na agricultura tenha maior produtividade e seja menos penoso, os

 agricultores contam com a possibilidade de uso de instrumentos e maquinários desde os mais simples aos mais sofisticados. Na tarefa de arar a terra pode ser empregada a tração animal e ou a mecânica, como os tratores.  

Para medir o trabalho realizado por uma força, de acordo com o tempo gasto para que ele seja realizado, utiliza-se uma grandeza escalar chamada potência.

Com relação a esse tema, é correto afirmar que:

a) o  tempo necessário para arar uma área de 20.000 m2 do mesmo tipo de solo, utilizando um trator de 65 cv, é menor do que se for utilizado um trator de 130 cv. 

b) quanto menor for o tempo empregado por uma máquina para realizar o trabalho de arar 20.000 m2 de terra, maior será a sua potência. 

c) quanto maior for a potência de uma máquina, mais lentamente ela realiza o trabalho. 

d) a relação P = trabalho realizado pela força/tempo decorrido na realização implica que a unidade de potência no Sistema

Internacional de Unidades será 1 J/h. 

Po = WF/Δt  —  Po = WF/Δt  —  o tempo de realização de um trabalho é inversamente proporcional à potência empregada  —  isso significa que quanto menor é o tempo, maior é a potência  —  R- B

42-(ENEM-MEC) Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o

aquecimento em 10°C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas.

Nesse teste, cada forno operou à potência máxima.

O forno mais eficiente foi aquele que

a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.                        b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. 

c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.               d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. 

e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo. 

(UEG-GO) Texto para as questões de números 43 e 44.

A habilidade de uma pessoa em exercer uma atividade física depende de sua capacidade de consumir oxigênio. A forma física

de uma pessoa é dada pela absorção máxima de oxigênio por períodos relativamente longos.

Considere que uma pessoa, em boa forma física, consiga, por longos períodos, absorver até cerca de 50 mL de O2 por minuto e por quilograma de sua massa, liberando 4,9 kcal por litro de O2.

Considere 1 kcal = 4.200 J e g = 10 m/s2.

43-(UEG-GO)  A energia liberada por uma pessoa que utiliza 2,5 litros de O2 em sua respiração seria o suficiente para elevar um bloco de 400 kg a uma altura de, aproximadamente:

44-(UEG-GO)  Qual é a potência (em watts) liberada, por cada kg de massa,  por uma pessoa absorvendo 50 ml de O2?

45-(EsPCEx)

Uma força constante 

Desprezando todos os atritos, a força faz o bloco percorrer uma distância de 20 m em 5 s. A potência desenvolvida pela força é de:

Dados: sen 60° = 0,87 e cos 60º = 0,50

46-(ETEC-SP)

A hidroponia consiste em um método de plantio fora do solo em que as plantas recebem seus nutrientes de uma solução, que flui em canaletas, e é absorvida pelas raízes. Por meio de uma bomba hidráulica, em determinada horta hidropônica, a solução é elevada até uma altura de 80 cm, sendo vertida na canaleta onde estão presas as mudas. Devido a uma ligeira inclinação da

canaleta, a solução se move para o outro extremo, lá sendo recolhida e direcionada ao reservatório do qual a bomba reimpulsiona o líquido, como mostra a figura.

Suponha que nessa horta hidropônica foi empregada uma bomba com potência de 20 W. Se toda a potência dessa bomba

pudesse ser empregada para elevar a água até a canaleta, a cada um segundo (1 s), o volume de água que fluiria seria, em litros,

47-(UFPA-PA)

Um  painel  de  energia  solar  de  área  igual a  1 m2 produz cerca de 0,5 kW.h por dia.  Pensando nisso, um consumidor interessado nessa fonte de energia resolveu avaliar sua necessidade de consumo diário, que está listada na tabela abaixo.

A partir desses dados, o número mínimo de painéis solares que esse consumidor precisa adquirir para fazer frente às suas necessidades de consumo diário de energia é

48-(AFA)

O motor de um determinado veículo consome 8,0 litros de combustível em uma hora. Sabendo-se

que o calor de combustão desse combustível é de 10000 cal/g, que sua densidade é 0,675g/cm3 e que o motor desenvolve uma potência de 24 kW, o rendimento desse motor, em porcentagem, é de (considere 1 cal = 4 J)

49-(FUVEST-SP)

A energia que um atleta gasta pode ser determinada pelo volume de oxigênio por ele consumido na respiração. Abaixo está apresentado o gráfico do volume  V de oxigênio, em litros por minuto, consumido por um atleta de massa corporal de 70 kg, em função de sua velocidade, quando ele anda ou corre.

Considerando que para cada litro de oxigênio consumido são gastas 5 kcal e usando as informações do gráfico, determine, para esse atleta,

a) a velocidade a partir da qual ele passa a gastar menos energia correndo do que andando;

b) a quantidade de energia por ele gasta durante 12 horas de repouso (parado);

c) a potência dissipada, em watts, quando ele corre a 15 km/h;

d) quantos minutos ele deve andar, a 7 km/h, para gastar a quantidade de energia armazenada com a ingestão de uma barra de chocolate de 100 g, cujo conteúdo energético é 560 kcal.

50-(FUVEST-SP)

Um pequeno cata-vento do tipo Savonius, como o esquematizado na figura abaixo, acoplado a uma bomba d’água, é utilizado em uma

propriedade rural. A potência útil  P (W) desse sistema para bombeamento de água pode ser obtida  pela expressão P = 0,1xAxv3, em que A (m2) é a área total das pás do cata-vento e v (m/s), a velocidade do vento. Considerando um cata-vento com área total das pás de 2 m2, velocidade do vento de 5 m/s e a água sendo elevada de 7,5 m na vertical, calcule

a) a potência útil P do sistema;

b) a energia E necessária para elevar 1l de água;

c) o volume V1 de água bombeado por segundo;

d) o volume V2 de água, bombeado por segundo, se a velocidade do vento cair pela metade.

Confira o gabarito e a resolução comentada