Exercícios de Potência - Lista de Exercícios Resolvida

Você levanta um pacote verticalmente, para cima, até uma altura no tempo . Depois, você levanta um segundo pacote que tem o dobro da massa do primeiro, verticalmente para cima e até a mesma altura, desenvolvendo a mesma potência que ao levantar o primeiro pacote. Quanto tempo você leva para levantar o segundo pacote (responde em termos de ?

Uma força constante de atua sobre uma caixa de . A caixa está, inicialmente, se movimenta a no sentido da força e, depois, ela se move a . Determine a potência média por ela desenvolvida durante o intervalo de .

Você recebeu a incumbência de instalar o aproveitamento de energia solar na fazenda do seu avô. No local, uma média de atinge a superfície durante as horas do dia em um dia claro. Se isto pudesse ser convertido com de eficiência em energia elétrica, qual a área de coletores que você precisaria para fazer funcionar uma bomba de irrigação de durante as horas claras do dia.

Determine a potência desenvolvida por uma força que atua sobre um partícula que se move com a velocidade , onde

Ao empurrar uma caixa de massa sobre um piso plano com velocidade constante, uma pessoa realiza trabalho a uma taxa . Se a rapidez da caixa é , qual o coeficiente de atrito cinético entre o piso e a caixa? Assuma que a força do empurrão da pessoa sobre a caixa seja exercida horizontalmente.

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Uma pessoa puxa um sistema formado por 2 blocos que encontra-se apoiado sobre uma mesa

horizontal. O sistema está inicialmente em repouso a uma distância em relação a borda da mesa. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco A e a mesa é , enquanto o coeficiente de atrito estático entre os blocos A e B é . As massas dos blocos são . Considerando que a força é aplicada sobre o bloco A em uma direção que faz um ângulo de com a horizontal e adotando .

1. Calcule o máximo valor da força para o qual o bloco B se move junto com o sistema sem deslizar.
2. Calcule o trabalho total realizado por esta força (em seu valor máximo) para mover o sistema até a borda da mesa.
3. Calcule a potência média fornecida pela pessoa para mover o sistema até a borda da mesa na condição acima.
4. Qual o valor da potência instantânea quando o sistema alcança a borda da mesa?

Quantos prótons você come por dia?

Você aplica uma força constante a uma caixa de 2,5 kg que desliza no chão de uma fábrica. A caixa desliza de uma posição inicial a uma posição final em segundos. Para esse deslizamento, calcule

(b) a potência média dissipada por essa força.

Obs.: todas as respostas devem estar em unidades do SI.

Um carro de massa 1,38 x kg anda numa estrada plana com velocidade constante de 80,0 km/h, quando sobe uma ladeira inclinada de 5,0°. Para manter a velocidade constante, o motorista precisa pisar mais fundo no acelerador, gerando uma potência adicional. Quanto vale essa potência em kW?

A) 26 kW ;

B) 300 kW ;

C) 39 kW ;

D) 50 kW ;

E) Zero porque o carro está com velocidade constante.

Um carro de massa deslocando-se em linha reta com velocidade escalar inicial é acelerado no sentido do movimento durante um intervalo de tempo utilizando uma potência constante do motor . A velocidade escalar do carro ao fim deste intervalo é:

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(Cap 6 – Ex 65) Uma partícula de massa m se move ao longo do eixo x. Sua posição varia no tempo de acordo com , onde x estå em metros e t está em segundos. Determine (a) a velocidade e a aceleração da partícula como funções de t, (b) a potência fornecida à particula em função de t e (c) o trabalho realizado pela força resultante entre e .

Um homem usa um guindaste para elevar uma caixa de para uma prateleira situada acima do chão. Se a potência despendida pelo guindaste é , quanto tempo ele gasta para elevar a caixa?

Dado:

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

Um piano de massa está no primeiro andar de um prédio, a uma altura . Pretende-se descer o piano suavemente para o térreo sobre um plano inclinado de comprimento , conforme a figura ao lado. Uma corda realiza uma tração sobre o piano. Considere que o piano desce com velocidade constante e entra em repouso ao chegar no solo, e que .

(a) Desconsiderando o atrito com o solo, determine o trabalho total realizado pela tração .

(b) Desconsiderando o atrito com o solo, determine a potência que deve ser aplicada na corda para descer o piano com uma velocidade .

(c) Sabe-se que o coeficiente de atrito cinético entre o piano e o solo é . Considerando o atrito com o solo, determine a potência que deve ser aplicada na corda para descer o piano com uma velocidade .

Autonews 05/10/2011-Aline Magalhães.

Kawasaki lança modelo em homenagem a Fittipaldi Edição limitada comemora os 40 anos do primeiro título do piloto na F1.

Em 1972, Emerson Fittipaldi conquistou em Monza seu primeiro título na Fórmula 1, tornando-se, à época, o campeão mais jovem da história do campeonato, com 25 anos. Aquele também foi um título inédito para o Brasil.

Para comemorar 40 anos do feito, a Kawasaki acaba de lançar a Fittipaldi World Champion Edition, concebida pelo próprio piloto.

O modelo tem visual inspirado na lendária Lotus 72 John Player Special, com a qual Fittipaldi conquistou o primeiro título, e segue as mesmas especificações técnicas da agressiva Ninja ZX-10R.

A moto de 998 cc despeja 201 cv de potência a 13.000 rpm e torque de 11,4 kgf.m a 11.500 rpm com transmissão de seis marchas.

Nesta reportagem de Aline Magalhães para a AutoNews, publicada em 05/10/2011, é apresentado uma moto Kawasaki concebida pelo piloto de Fórmula 1 Emerson Fittipaldi. Esta moto possui uma potência de (cavalos vapor). Podemos definir a grandeza física Potência como a variação de qual outra grandeza física em relação ao tempo decorrido.

(a) Deslocamento;

(b) Aceleração;

(c) Força;

(d) Velocidade;

(e) Energia;

(Cap 7 – Ex 15) Suponha que sua taxa metabólica máxima (a taxa máxima na qual seu corpo utiliza sua energia química) é de 1500 W (cerca de 2,7 hp). Supondo uma eficiência de 40 por cento para a conversão de energia química em energia mecânica, estime o seguinte: (a) o menor tempo que você levaria para subir quatro lances de escada, se cada lance tem a altura de 3,5 m, (b) o menor tempo que você levaria para subir o Empire State Building (102 andares) usando o resultado da Parte (a). Comente sobre a viabilidade de você atingir o resultado da Parte (b).

Ao meio dia a energia solar incide sobre o solo com uma intensidade de . Qual é a área de um painel coletor capaz de obter de energia em uma hora (3.600s)?

a) 20,7

b) 41,7

c) 83,4

d) 15,0x

e) 15,0x

(Cap 6 – Ex 58) Um dos mais potentes guindastes do mundo está em operação na Suíça. Ele pode, lentamente, elevar uma carga de 6000 t até uma altura de 12,0 m (1 t = 1000 kh). (a) Qual é o trabalho realizado pelo guindaste durante esta tarefa? (b) Se 1 min é o tempo para levantar essa carga a essa altura, com velocidade constante, e o guindaste tem urna eficiência de 20 por cento, encontre a potência (bruta) total do guindaste.

(Cap 7 – Ex 11) Um trenó e seu ocupante, com uma massa total de , descem uma encosta e atingem um trecho horizontal retilíneo com uma velocidade de . Se uma força desacelera o trenó até o repouso a uma taxa constante de , determine (a) o módulo da força, (b) a distância que o trenó percorre até parar e ( c) o trabalho realizado pela força sobre o trenó. Quais são os valores de (d) , (e) e (f) , se a taxa de desaceleração é ?

(Capítulo 7.9 – Exercício 48)

(a) Em um certo instante, um objeto que se comporta como uma partícula sofre a ação de uma força quando sua velocidade é . Qual é a taxa instantânea com a qual a força realiza trabalho sobre o objeto?

(b) Em outro instante, a velocidade tem apenas a componente Se a força não muda e a potência instantânea é , qual é a velocidade do objeto nesse instante?

(Capítulo 7.9 – Exercício 51) Uma força age sobre um objeto de que se move de uma posição inicial para uma posição final em . Determine (a) o trabalho realizado pela força sobre o objeto no intervalo de , (b) a potência média desenvolvida pela força nesse intervalo e (c) o ângulo entre os vetores e .

(Capítulo 7 – Problemas Adicionais - Exercício 63) Um cavalo puxa uma carroça com uma força de que faz um ângulo de para cima com a horizontal e se move com uma velocidade de . (a) Que trabalho a força realiza em ? (b) Qual é a potência média desenvolvida pela força em horse-power?

Um bloco de massa está inicialmente em repouso na origem de um plano horizontal sem atrito, quando passam a atuar sobre ele as duas forças constantes 𝑗̂ e . Como resultado da atuação dessas duas forças, o bloco passa a se deslocar retilineamente sobre o eixo . Calcule:

(a) o trabalho realizado sobre o bloco pela força nos primeiros de seu deslocamento;

(b) a energia cinética adquirida pelo bloco nesse deslocamento;

(c) a potência média total ao longo de todo o deslocamento;

(d) a potência instantânea total no último instante deste deslocamento.

(Capítulo 7.9 – Exercício 44) Um elevador carregado tem uma massa de e sobe em , com velocidade constante. Qual é a taxa média com a qual a força do cabo do elevador realiza trabalho sobre o elevador?

Um novo sistema de transporte para a área de embalagem irá utilizar um braço mecânico movido a motor para exercer uma força média de para empurrar caixotes por uma distância de metros em segundos.

Qual a potência que o motor precisa aplicar no sistema?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

O motor de um carro gera para manter uma velocidade constante de em uma estrada plana. Qual a intensidade da força resistiva (devido ao atrito, resistência do ar, etc) total agindo sobre o carro?

Uma queda d’água tem de altura e a água flui à taxa de . Se a metade da energia potencial dessa queda d’água fosse convertida em energia elétrica, quanto se poderia produzir de potência elétrica?

19) Uma roda de , essencialmente um aro fino com de raio, está girando a . Ela precisa ser parada em . (b) Qual é a potência média necessária?

O coração humano é uma bomba potente e extermamente confiável. A cada dia ele recebe e descarrega cerca de de sangue. Suponha que o trabalho realizado pelo coração seja igual ao trabalho necessário para ele elevar essa quantidade de sangue até uma altura igual à altura média de uma mulher norteamericana (). A densidade (massa por unidade de volume) do sangue é igual a .

b) Qual a potência de saída em watts?

gera uma velocidade de . A potência nesse movimento será:

A.

B.

C.

D.

E.

Se a potência fornecida por um motor de um veículo for constante, e pudermos desprezar perdas por forças externas, como é a dependência temporal da velocidade do veículo partindo do repouso?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)