POTÊNCIA MECÂNICA 01 - (UNICAMP SP) Um carro recentemente

POTÊNCIA MECÂNICA
01 - (UNICAMP SP)
Um carro recentemente lançado pela indústria brasileira tem aproximadamente 1,5t e
pode acelerar, do repouso até uma velocidade escalar de 108km/h, em 10 segundos.
(Fonte: Revista Quatro Rodas)
Adote 1 cavalo vapor (cv) = 750W.
a) Qual o trabalho realizado, nesta aceleração, pelas forças do motor do carro?
b) Qual a potência do motor do carro em cv?
Obs.: Admita que o carro não derrape e despreze o efeito do ar.
02 - (UNICAMP SP)
Uma hidrelétrica gera 5,0x109W de potência elétrica utilizando-se de uma queda d’água de
100m. Suponha que o gerador aproveita 100% da energia da queda d’água e que a represa
coleta 20% de toda a chuva que cai em uma região de 4,0.105(km)2. Considere que 1 ano
tem 32x106 segundos, e g = 10m/s2.
a) Qual a vazão de água (m3/s) necessária para fornecer os 5,0x109W?
b) Quantos mm de chuva devem cair por ano nesta região para manter a densidade da
água a 1,0.103kg/m3.
03 - (ITA SP)
Um navio navegando à velocidade constante de 10,8 km/h consumiu 2,16 toneladas de
carvão em um dia. Sendo  = 0,10 o rendimento do motor e q = 3,00x107 J/kg o poder
calorífico de combustão do carvão, a força de resistência oferecida pela água e pelo ar ao
movimento do navio tem intensidade igual a:
a) 2,2.102N
b) 2,5.104N
c) 5,0.104N
d) 7,5.104N
e) 2,3.105N
04 - (FUVEST SP)
Dispõe-se de um motor com potência útil de 200W para erguer um fardo de massa de
20kg à altura de 100m em um local onde g = 10m/s2.
Supondo que o fardo parte do repouso e volta ao repouso, calcule:
a) o trabalho desenvolvido pela força aplicada pelo motor;
b) o tempo gasto nessa operação.
05 - (UFSC)
Um homem ergue um bloco de 100 Newtons a uma altura de 2,0 metros, em 4,0
segundos, com velocidade constante. Qual a potência em watts, desenvolvida pelo
homem
06 - (UNITAU SP)
Um exaustor, ao descarregar grãos do porão de um navio, ergue-os até uma altura de
10,0m e depois lança-os com uma velocidade de módulo igual a 4,00m/s. Se os grãos são
descarregados à razão de 2,00kg por segundo, conclui-se que, para realizar esta tarefa, o
motor do exaustor deve ter uma potência útil de (considere g = 10,0m/s2);
a) 16,0W
b) 1,00.102W
c) 1,96.102W
d) 2,00.102W
e) 2,16.102W
07 - (UNICAMP SP)
Um halterofilista levanta 200 kg até uma altura de 2,0 m em 1,0s.
a) Qual a potência desenvolvida pelo halterofilista?
b) Se a energia consumida neste movimento fosse utilizada para aquecer 50 litros de
água inicialmente a 20ºC, qual seria a temperatura final da água? (Use a aproximação
1 cal = 4,0 J.)
08 - (EFEI)
Um automóvel leva 5,0 s para ir de 0 a 90 km/h numa pista horizontal. Sabendo-se que sua
massa é de 600 kg, calcule:
a) a potência média fornecida pelo motor nesse intervalo de tempo;
b) o espaço percorrido nesse intervalo de tempo, supondo que sua aceleração tenha sido
constante.
09 - (FEI SP)
A altura do lago de uma usina hidrelétrica é de 50 m em relação às turbinas. Quantas casas
de uma cidade podem ser servidas de energia elétrica, supondo que todas possuam 50
lâmpadas de 60 W e que a vazão da usina é 6 m3/s de água?
Obs.: Desconsiderar as perdas.
a) 2 000 casas
b) 1 000 casas
c) 3 000 casas
d) 2 500 casas
e) 1 500 casas
10 - (UEL PR)
Uma força constante age sobre um objeto de 5,0kg e eleva a sua velocidade de 3,0 m/s
para 7,0 m/s em um intervalo de tempo de 4,0s. Qual a potência devido á força?
a) 29,8W
b) 11,1W
c) 25,0W
d) 36,1W
e) 40,0W
11 - (PUC PR)
O coração de um ser humano bombeia sangue para o organismo a uma potência média de
2,25 W. Durante um exercício físico, o coração de um estudante bate à razão de 120
batidas por minuto. A energia total gasta pelo coração para bombear o sangue, durante
uma batida, é igual a:
a) 2,250 J
b) 120,000 J
c) 4,500 J
d) 1,125 J
e) 2,125 J
12 - (FATEC SP)
No Sistema Internacional, a unidade de potência é watt (W).
Usando apenas unidades das grandezas fundamentais, o watt equivale a:
a) kg · m/s
b) kg ·m2/s
c) kg · m/s2
d) kg ·m2/s2
e) kg ·m2/s3
13 - (MACK SP)
Uma carreta de 10 toneladas, ao subir uma rampa com velocidade constante, se eleva de
15 m na vertical ao percorrer 100 m em 20 s. A resultante das forças de resistência (atrito
e resistência do ar) que agem sobre a carreta equivale a 3% de seu peso. Adotando g = 10
m/s2, a potência da força exercida pelo motor é de:
a) 70 kW
b) 90 kW
c) 120 kW
d) 150 kW
e) 200 kW
14 - (MACK SP)
Com uma bomba hidráulica de potência útil 0,5 CV, retira-se água de um poço de 15 m de
profundidade e preenche-se um reservatório de 500 litros, localizado no solo.
Desprezando as perdas, adotando g = 10 m/s2, a densidade da água igual a 1 g/cm3 e 1 CV
= 750 W, o tempo gasto para encher o reservatório é de:
a) 150 s
b) 200 s
c) 250 s
d) 300 s
e) 350 s
15 - (UNIFESP SP)
Avalia-se que um atleta de 60 kg, numa prova de 10.000 m rasos, desenvolve uma
potência média de 300 W.
a)
Qual o consumo médio de calorias desse atleta, sabendo que o tempo dessa prova é de cerca de 0,50 h?
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?
16 - (PUC RS)
INSTRUÇÃO: Responder à questão com base na 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
17 - (UEM PR)
Um motor à combustão consome 10 L de gasolina por hora. Sabe-se que o calor de
combustão da gasolina (calor liberado quando ela se queima) é 10 kcal/g e que a sua
densidade é 0,75 g/cm3.
Considerando que, em um intervalo de tempo de 2 horas, o motor desenvolve uma
potência média de 5 kcal/s, calcule o seu rendimento (em porcentagem).
18 - (UNAERP SP)
Considerando que o coração de uma pessoa desenvolve 5 W de potência média, o
trabalho realizado por ele durante o período de um dia normal será, em kJ:
a) 0,12.
b) 4,8.
c) 18.
d) 432.
e) 720.
19 - (UNIMAR SP)
Segundo o fabricante de um automóvel, seu veículo, de massa m = 500 kg, acelera
uniformemente, a partir do repouso, e atinge uma velocidade escalar de módulo V = 144
km/h num intervalo de tempo t  10 segundos. Qual a potência média desenvolvida por
esse automóvel, ao transcorrer esses 10 primeiros segundos?
a) 10 kW;
b) 20 kW;
c) 30 kW;
d) 40 kW;
e) 50 kW.
20 - (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
(Sugestão: efetue os cálculos utilizando apenas dois algarismos significativos.)
a) 90%.
b)
75%.
c) 60%.
d) 45%.
e) 30%.
GABARITO:
1) Gab:
a) 6,75.105J;
b) 90cv
2) Gab:
a) 5,0.103m3/s;
b) 2,0.103mm
3) Gab: B
4) Gab:
a) 2,0.104J;
b) 1,0.102s
5) Gab: 50
6) Gab: E
7) Gab:
a) 4000W
b) 20,02oC
8) Gab:
a) 3,75 x 104 W
b) 62,5 m
9) Gab: B
10) Gab: C
11) Gab: D
12) Gab: E
13) Gab: B
14) Gab: B
15) Gab:
a)
Da definição de potência determinamos a energia consumida pelo atleta para o seu deslocamento em 0,5 h
(1.800 s), como segue:
E  Pm . t  300 . 1.800  5,4 . 105 J 
 E  1,3 .105 cal
b) A intensidade média Fm da força motora sobre o atleta é dada por:
Pm  Fm . v m  Fm .
s
10.000
 300  Fm .

t
1.800
 Fm  54 N
Observações:
1. No item a , o consumo médio de calorias do atleta é, na verdade, maior, pois existem
outros gastos de energia que não o motor.
2. No item b , falta precisão no enunciado, que não deixa claro qual força exercida sobre
o atleta é pedida.
16) Gab: A
17) Gab: 24
18) Gab: D
19) Gab: D
20) Gab: C