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Lista de Exercícios - Aula 04
Trabalho e Potência
1 - Em uma construção, uma carga de 3.000 kg é erguida por meio de um
guindaste (Grua) que exerce uma força de 31 kN, força suficiente para vencer
a força gravitacional e fazer com que a carga comece a subir. Se esta força
atua ao longo de uma distância de 8 m, determine:
a) o trabalho realizado pelo guindaste;
b) o trabalho realizado pela força gravitacional;
c) a velocidade de subida da carga após os 8 m.
R. 248 kJ; 235,22 kJ ; v = 2,89 m/s
2 - Pedro e Paulo são operários de diferentes firmas de construção civil. Quando
devem erguer um bloco de 50 kg de massa até uma altura de 5m, Pedro o faz com
auxílio de uma roldana, enquanto Paulo o faz com auxílio de uma roldana e de uma
rampa, conforme é mostrado na figura abaixo.
Analisando ambas as situações,
desprezando o atrito e supondo que
os blocos se movimentam com
velocidades constantes, compare as
forças que cada um exerce e calcule
os seus trabalhos.
3 - Potência é a medida de quão rápido um trabalho é executado. Imagine um
prédio de 10 andares, com duas caixas d’água de 15 mil litros cada. Logo a
bomba d’água deverá abastecer as caixas d’água com certa rapidez. A
potência pode ser comparada com a velocidade em que a água chegará às
caixas (Quanto maior a potência menor tempo necessário para encher as
caixas d’água). Calcule a potência que deve ter o motor dessa bomba para encher
as caixas d’água em 2 h.
4 - No edifício onde mora uma família, deseja-se instalar uma bomba hidráulica
capaz de elevar 500 litros de água até uma caixa d’água vazia, situada a 20 m de
altura acima desta bomba, em 1 minuto e 40 segundos. O rendimento de um
sistema hidráulico é definido pela razão entre o trabalho fornecido a ele e o trabalho
por ele realizado. Espera-se que o rendimento mínimo desse sistema seja de 50%.
Calcule a potência nominal, que deve ter o motor dessa bomba.
R.
5 - (Tipler, ex. 47, pág 196) Uma caixa de 5 kg é elevada a uma velocidade
constante de 2 m/s através de uma força vertical igual ao seu peso.
a) Qual a potência de entrada da força?
b) Qual o trabalho realizado pela força em 4 s?
R. 98,1 W; 392,4 J
6 - Em um poço de profundidade 20 m, uma bomba d’água de potência de
5 HP retira 500 mil litros de água em 8 horas de operação. Dados: densidade
da água d = 1kg/l; 1HP = ¾ kW. Determine o rendimento do motor.
7 - (Cap. 11 Ex 6 Física 1 Resnick e Halliday) Um bloco de granito de
1.380
kg é arrastado, com velocidade constante de
1,34 m/s, sobre um plano inclinado por um
guincho. O coeficiente de atrito cinético entre o
bloco e o plano inclinado é 0,41. Qual é a
potência
que
precisa
ser
fornecida
pelo
guincho?
R. 16.857,29 W
8 - Na construção de um prédio, os operários utilizam um pequeno motor, associado
a uma roldana e corda, para transportar objetos pesados para as partes mais altas.
Suponha que em dada situação seja necessário elevar a uma altura de 27,5 m um
recipiente contendo reboco cuja massa total seja igual a 38 kg. Despreze a massa
da corda e considere que 1 HP é igual a 746 W. Calcule o tempo, em segundos,
para levantar esse recipiente a uma velocidade constante se o motor tiver 5 HP,
com rendimento de 85 .
R – t = 3,23s