Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.4 - Ex. 48
Quando seu motor de fornece potência máxima, um avião monomotor com massa de ganha altura com uma taxa de (ou ). Qual é a fração da potência do motor que está sendo usada para fazer o avião subir? (A potência restante é usada para superar os efeitos da resistência do ar e compensar as ineficiências da hélice e do motor.)
Passo 1
Opa, vamos lá! A gente quer dar uma voltinha de avião monomotor, aqueles menorzinhos. O motor tem potência de e seu peso é .
A nossa velocidade vertical vai ser de (ou ), ou seja, a velocidade que subimos e queremos saber qual é a potência necessária só pra fazer essa subida.
Na verdade a gente quer essa resposta em fração, ou seja, dos , qual fração é responsável só pela subida! Bora lá?!
A taxa com a qual o trabalho está sendo realizado contra a gravidade é:
A força é massa vezes aceleração, então:
E essa é a parte da potência do motor que está sendo usada para fazer o avião subir.
Passo 2
A fração que é do total da potência máxima vai ser:
Ou seja, é utilizada apenas para fazer o avião subir.