Um cavalo puxa uma caixa através de uma corda, com uma força igual a 266 N , fazendo um ângulo de
acima da horizontal, desenvolvendo uma velocidade de
. Calcule: a) o trabalho realizado pelo cavalo em 10 minutos; b) a potência desenvolvida pelo cavalo.
; b)
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente tem um cavalo puxando uma caixa com uma força de 266 N, fazendo um ângulo de
acima da horizontal, e ele está se movendo a uma velocidade de 9,7 km/h. Precisamos calcular:
a) O trabalho realizado pelo cavalo em 10 minutos.
b) A potência desenvolvida pelo cavalo.
Vamos usar os conceitos de trabalho e potência da física. Para isso, vamos precisar converter algumas unidades e aplicar as fórmulas correspondentes.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade de km/h para m/s, porque o Sistema Internacional de Unidades usa metros e segundos.
A fórmula para converter é:
Aplicando:
Passo 3
Agora, vamos converter o tempo de 10 minutos para segundos, já que a unidade de potência é em watts, que é joules por segundo.
Sabemos que:
Passo 4
Para calcular o trabalho realizado, usamos a fórmula:
Primeiro, precisamos encontrar a distância percorrida em 10 minutos:
Agora, aplicamos na fórmula do trabalho:
Sabendo que
:
Passo 5
Para encontrar a potência desenvolvida pelo cavalo, usamos a fórmula:
Usando os valores que já temos:
Resposta
a) O trabalho realizado pelo cavalo em 10 minutos é aproximadamente
J.
b) A potência desenvolvida pelo cavalo é aproximadamente
W.
Exercícios relacionados
Uma criança pesando 267 N desliza em um tobogã de um parque de diversões. O comprimento do tobogã é de
e faz um ângulo de
a horizontal. O coeficiente de atrito cinético é 0,10 . Determine: a) o trabalho realizado pela força da gravidade; b) o trabalho realizado pela força de atrito; c) se a velocidade inicial da criança no topo do tobogã for de
, qual será a sua velocidade no final? d) a variação da energia mecânica da criança. R: a)
; b)
; c)
; d)
.
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cte) uma carga de 6000 toneladas até uma altura de 12 m . Calcule: a) o trabalho realizado pelo guindaste; b) a potência do motor do guindaste se o levantamento durar 1,0 minuto a velocidade constante; c) o valor da velocidade. R: a) 706 MJ ; b)
; c)
.
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um minuto após seu lançamento. Determine: a) a energia cinética do foguete no final do primeiro minuto; b) a potência média desenvolvida durante este primeiro minuto. Despreze as forças de atrito e gravitacional. R: a)
; b)
.
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velocidade de
. Calcule a potência desenvolvida pelo motor do veiculo nestas condições. R:
.