Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 61
A massa de um carro é . O formato da carroceria é tal que o coeficiente de arrasto aerodinâmico é e a área frontal é . Supondo que a força de arrasto seja proporcional a e ignorando outras fontes de atrito, calcule a potência necessária para manter a velocidade de enquanto o carro sobe um longo morro com inclinação de .
Passo 1
E aiii gente, tudo bem com vocês?
Vamos fazer uma questãozinha aqui?
Vem comigo!
Converta a velocidade em unidades métricas:
Escreva a Equação 7.2 para esta situação, tratando o carro e o ar como um sistema isolado com uma força não conservativa agindo:
A potência do motor é uma medida de quão rápido ele pode converter energia potencial química no combustível para outras formas. A magnitude da mudança de energia para outras formas é igual ao negativo da mudança na energia potencial do combustível:
Passo 2
Portanto, se o carro se mover a uma distância d ao longo do morro:
Onde reconhecemos como a velocidade v do carro. Substituindo valores numéricos:
A potência real será maior do que isso porque a energia adicional vindo do motor é usada para fazer trabalho contra o atrito interno nas partes móveis do carro e o atrito de rolamento com a estrada. Além disso, parte da energia do motor é irradiada pelo som. Finalmente, parte da energia do combustível aumenta a energia interna do motor, e a energia sai do motor quente pelo calor para o ar mais frio.