Potência e rendimento

Flashcards de Potência e rendimento

Tente lembrar antes de virar o card.

• Como calcular a potência média?

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  P = τ/Δt (ou ΔE/Δt), em watt = J/s, com Δt em segundos. Pegadinha: tempo em minutos sem converter; kWh é energia, não potência.

• Qual a relação entre a potência da força resultante e a energia cinética?

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  $P_{\text{res}}$ = dEc/dt (taxa de variação da energia cinética), pois $\tau_{\text{res}}$ = ΔEc (teorema trabalho-energia) e P = τ/Δt. Também $P = \vec{F}\cdot\vec{v}$.

• Potência do motor de um veículo em velocidade constante: como calcular?

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  Velocidade constante ⇒ força resultante nula ⇒ força motriz = resistência total. P = F·v (N × m/s = W). Conversão: 1 cv ≈ 735,5 W. Pegadinha: velocidade em km/h sem dividir por 3,6, ou concluir que, sem aceleração, a potência é zero.

• Rendimento: como relacionar potência útil, total e dissipada?

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  η = $P_{\text{útil}}$ / $P_{\text{total}}$ ⇒ $P_{\text{total}}$ = $P_{\text{útil}}$ / η; $P_{\text{dissipada}}$ = $P_{\text{total}}$ − $P_{\text{útil}}$. Ex.: 60 kW úteis com η = 40% ⇒ $P_{\text{total}}$ = 150 kW, dissipa 90 kW. Pegadinha: somar a porcentagem à potência útil (60 + 40% = 84 kW) ou multiplicar por η em vez de dividir.

Questões de Potência e rendimento

1. Questão 1 · Certo ou Errado

   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 P=W/Δt=90.000/15=6.000 W.

2. Questão 2 · Certo ou Errado

   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.

   Revelar gabarito

   Gabarito: Certo

   Certo. P = W/t = 3.000/10 = 300 W, confirmando o item.

3. Questão 3 · Certo ou Errado

   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.

   Revelar gabarito

   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.

4. Questão 4 · Certo ou Errado

   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.

   Revelar gabarito

   Gabarito: Errado

   Errado. η = $P_{\text{útil}}$/$P_{\text{total}}$ ⇒ $P_{\text{total}}$ = 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.

5. Questão 5 · Certo ou 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.

   Revelar gabarito

   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.