a) quantos joules de energia ele consome? e b) qual
m, de consumo de energia durante a viagem? Note que 1,0 media gasolina rende
(sujeito a variações). Conal de Apêndice E.
. Quando seus motores desenvolvem a potência máxima de de
. Sabendo que
move com velocidade máxima impulsionar esse navio, qual é a força de resistência ésada para se opõe ao movimento dele?
Passo 1
Vamos resolver o exercício que tem duas partes:
a) Calcular quantos joules de energia o navio consome.
b) Determinar a força de resistência média que se opõe ao movimento do navio durante uma viagem de 200 km.
Para resolver, vamos precisar entender conceitos de energia, potência, trabalho e força de resistência. Usaremos fórmulas de física relacionadas à energia cinética e ao trabalho realizado para manter o movimento do navio.
Passo 2
Parte a) Vamos calcular a quantidade total de energia consumida pelo navio.
Sabemos que a energia fornecida pela gasolina é de
joules por unidade (supondo que seja por tonelada ou litro, conforme o contexto). Precisamos saber quantas unidades de gasolina são consumidas para uma viagem.
Vamos supor que o navio consome uma certa quantidade de gasolina para percorrer os 200 km. Entretanto, como o enunciado não especifica a quantidade de gasolina, precisamos relacionar a potência dos motores com o consumo de energia.
Passo 3
A potência máxima dos motores do navio é de
. Vamos converter essa velocidade para metros por segundo para facilitar os cálculos:
Sabemos também que 70% da potência está sendo usada para impulsionar o navio. Portanto, a potência efetiva
utilizada para o movimento é:
Mas precisamos do valor da potência máxima
, que não foi fornecido diretamente. Supondo que
seja dada ou possa ser calculada a partir de outras informações, podemos prosseguir.
Passo 4
Para encontrar a energia consumida
, usamos a relação entre potência, tempo e energia:
Precisamos encontrar o tempo
que o navio leva para percorrer os 200 km a
:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula da energia:
Sem o valor de
, não podemos calcular o valor numérico exato da energia consumida. Contudo, a fórmula acima mostra como calcular a energia a partir da potência máxima conhecida.
Passo 6
Parte b) Vamos calcular a força de resistência média
que se opõe ao movimento do navio.
Sabemos que a potência efetiva utilizada para o movimento é:
Onde:
-
é a potência aplicada (já calculada como ) -
é a velocidade do navio ( )
Rearranjando a fórmula para encontrar a força de resistência:
Resposta
A energia consumida pelo navio durante a viagem é dada por
e a força de resistência média que se opõe ao movimento é
. Para obter valores numéricos específicos, é necessário conhecer a potência máxima
dos motores.