Problemas Resolvidos de Física

Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 1
CAPÍTULO 7 – TRABALHO E ENERGIA
57. A resistência ao movimento de um automóvel depende do atrito da estrada, que é quase
independente da sua velocidade v, e do arrasto aerodinâmico, que é proporcional a v2. Para um
dado carro de 12.000 N, a força total de resistência F é dada por F = 300 + 1,8 v2, onde F está
em newtons e v em m/s. Calcule a potência necessária para que o motor acelere o carro a 0,92
m/s2 quando a velocidade for 80 km/h.
(Pág. 140)
Solução.
Forças que agem no carro:
N
F
Fm
y
x
P
A potência do motor P de um automóvel é dada pelo produto escalar da força gerada pelo motor Fm
e a velocidade do automóvel v. Na Eq. (1), φ é o ângulo entre Fm e v.
(1)
=
P F=
Fm v cos
=
φ Fm v cos
=
0 Fm v
m .v
A força do motor pode ser determinada a partir da segunda lei de Newton, onde F é a força de
resistência ao movimento do carro:
∑F
x
= max
Fm − F =
ma
Fm =300 + 1,8v 2 +
P
a
g
(2)
Substituindo-se (2) em (1):

P 
P =  300 + 1,8v 2 + a  v = 51.428, 24 W = 68,965 hp
g 

P ≈ 69 hp
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Resnick, Halliday, Krane - Física 1 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 7 – Trabalho e Energia
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