Enunciado
Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 36
Uma motocicleta elétrica tem bateria com capacidade de 120 Wh de energia. Se as forças de atrito e outras perdas são responsáveis pelo uso de 60,0% da energia, que mudança em altitude um motociclista pode alcançar em um terreno montanhoso se ele e a motocicleta têm peso combinado de 890 N?
Passo 1
Então, gente, a altitude máxima que o motociclista pode chegar é a altura correspondente ao uso total da bateria.
Bom, se 60 % dos são consumidos só pelos trechos com atrito, 40 % desse mesmo valor são pra efetivamente deslocar a moto.
Calculando esses 40 %:
Beleza, esses de energia vão se transformar efetivamente em energia potencial gravitacional pro motociclista e pra moto, uma vez que eles vão subir a montanha até uma altura , consegue enxergar isso?
É esse valor de que a gente precisa!
Passo 2
Como a gente disse ainda agora, vão ser a energia potencial gravitacional da moto e do motociclista na altura máxima que ele pode chegar. Escrevendo isso matematicamente, a gente tem:
Mas calma, antes de seguir a gente precisa ajustar a unidade de energia, que precisa estar em joules pra nos dar a altura em metros!
Se 1 watt equivale a 1 joule por segundo, , então 1 watt-segundo equivale a 1 joule, ou seja,
Vamos passar a unidade de watt-hora, , pra watt-segundo, .
A gente sabe que 1 hora tem segundos. Vamos escrever isso então:
Isso vai equivaler a:
Beleza! Agora é só determinar !
Foi informado que o peso do motociclista e da moto juntos é de , então, o produto equivale a . Escrevemos isso na primeira equação desse Passo e a gente vai ter: