Um elevador de 1000 kg leva uma carga máxima de 800 kg . Uma força de atrito constante de 4000 N retarda o seu movimento para cima. © Qual potência o motor tem de fornecer em qualquer instante se ele está projetado para fornecer uma aceleração pra cima de
?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre a potência que o motor de um elevador precisa fornecer. A matéria aqui envolve dinâmica de movimento e potência. Vamos precisar entender as forças que atuam no elevador e usar fórmulas de potência para chegar à resposta.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força total que o motor precisa exercer para levantar o elevador com a carga e ainda proporcionar uma aceleração de
.
A massa total que o elevador está carregando é a soma da massa do elevador com a carga:
Agora, a força necessária para superar a gravidade e acelerar o elevador é dada por:
onde:
-
é a aceleração da gravidade, -
é a aceleração desejada.
Substituindo os valores:
Mas temos que considerar a força de atrito que retarda o movimento para cima, que é
. Então, a força total que o motor precisa exercer é:
Passo 3
Agora, para calcular a potência que o motor deve fornecer, usamos a fórmula:
onde:
-
é a potência, -
é a força total aplicada, -
é a velocidade do elevador.
Como a questão pede a potência em qualquer instante, ela depende da velocidade
do elevador naquele momento. Portanto, a potência necessária será:
Resposta
A potência que o motor deve fornecer em qualquer instante é
, onde
é a velocidade do elevador naquele momento.