Um carro elétrico leve é acionado por dez baterias de 12 V . A uma velocidade de
, a força média de atrito é de 1200 N . Qual é a distância percorrida pelo carro a
antes de as baterias precisarem ser recarregadas?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos um carro elétrico leve que usa dez baterias de 12 V cada. O carro está se movendo a 80 km/h, e a força média de atrito que ele enfrenta é de 1200 N. A gente precisa descobrir qual é a distância que o carro percorre nessa velocidade antes que as baterias precisem ser recarregadas. Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia e trabalho na física.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a tensão total fornecida pelas baterias. Cada bateria tem 12 V e são 10 baterias no total. Então, a tensão total
é:
Passo 3
Agora, vamos entender a relação entre força de atrito, velocidade e trabalho realizado. A força de atrito
é 1200 N e a velocidade
é 80 km/h. Primeiro, vamos converter a velocidade para metros por segundo (m/s), pois as unidades de força estão em Newtons.
Passo 4
A potência
necessária para superar a força de atrito enquanto o carro se move é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 5
Sabemos que a potência fornecida pelas baterias é relacionada à tensão total
e à corrente
através da fórmula:
Podemos rearranjar para encontrar a corrente:
Passo 6
Para encontrar a energia total que as baterias podem fornecer antes de serem recarregadas, precisamos saber a capacidade das baterias em ampere-hora (Ah). Contudo, como essa informação não está no enunciado, vamos assumir que a energia total
disponível é o produto da tensão total pelas cargas totais das baterias. Sem essa informação, não podemos calcular a distância exata.
Resposta
Com as informações fornecidas, não é possível determinar a distância percorrida pelo carro antes de as baterias precisarem ser recarregadas, pois falta a informação sobre a capacidade das baterias em ampere-hora (Ah) ou a energia total armazenada.
Exercícios relacionados
EXERCÍCIO 1 Uma placa quadrada no plano
está situada no espaço definido por
. Determine a carga total na placa se a densidade superficial de carga é dada por
.
Resp. .
Resp.
EXERCÍCIO 8 Uma fina concha esférica de raio
tem uma densidade superficial de carga
. Use a lei de Gauss para determinar
.
Resp. para
;
Resp.
EXERCÍCIO 2 Uma concha esférica centrada na origem se estende entre
. Se a densidade volumétrica de carga é dada por
, determine a carga total contida na concha.
Resp. .
Resp.
EXERCÍCIO 3 Quatro cargas de
cada uma são colocadas no espaço livre em
,
e
um sistema de coordenadas cartesianas. Determine a força sobre uma carga
colocada em
. Todas as distâncias estão em metros.
Resp. .
Resp.