Para refrescar seus estudos em dias de verão, um estudante teve a bilhante ideia de acionar seu pequeno ventilador com uma bateria de . A bateria gera uma corrente elétrica de através do ventilador. Nessas condições, o ventilador consegue movimentar de ar que estava para a cada segundo. Determine a velocidade desse vento que o ventilador produz.
Passo 1
E aí, pessoas lindas! Estudando muito? Então vamos aproveitar esse ânimo pra fazer um exercício de potência elétrica!
A questão quer que a gente calcule a velocidade que o vento do ventilador tem, quando toda a potência elétrica do ventilador é convertida em taxa de energia cinética do ar. Ou seja, essa potência elétrica é toda usada para fazer de ar saírem, a cada segundo, do repouso (ar com velocidade zero) para uma velocidade . A figura abaixo mostra o caso.
é a diferença de potencial elétrico da bateria, é a corrente elétrica que passa pelo circuito e é a massa de ar que passa pelo ventilador a cada segundo.
Achamos o valor da velocidade , igualando a potência elétrica com a taxa de energia cinética que o ar ganha através do ventilador.
Essa fórmula mostra que para achar , temos que achar primeiro. Por isso, calcularemos esse valor no próximo passo.
Passo 2
Então, querid@s, o valor da potência elétrica é obtido pela equação abaixo.
Substituindo esse valor na fórmula de , achamos:
Uhuuuuul! Achamos o valor da velocidade do ar que o ventilador movimenta!