1) Um atleta de 70 Kg com velocidade inicial de 1m/s quer aumentar sua velocidade para 2m/s nos 10 metros finais de uma prova. Pergunta-se: Qual o trabalho adicional realizado pelos seus músculos e qual a força F adicional que os músculos aplicaram no final da prova?
2) Qual a Potência aproximada em Watts de um carro cuja massa é de 1000 Kg, e ele vai de 0 (zero) até 100 Km/h ou 28m/s [100Km/h dividido por 3,6 ~= 28m/s] em 3 segundos? Dica use o teorema da Energia Cinética.
3) No exercício anterior, sabendo que há outras medidas de potência como 1 cv = 735,5 Watts, e 1 hp = 745,7 Watts, quais as potências aproximadas daquele carro em cv e hp (Dica: use regra de três)
Soluções para a tarefa
1) O trabalho adiciona realizado foi de 105 Joules e a força foi de 10,5 N.
2) A potência aproximada do carro é de 130.667 Watts.
3) A potência do carro do exercício anterior equivale em cv e hp respectivamente a 177,65 cv e 175,22 hp.
A energia está relacionada ao conceito de trabalho, na medida em que é a transferência ou transformação da energia que permite a execução de um trabalho.
No caso em questão, podemos utilizar o Teorema da Energia Cinética para calcular o trabalho realizado pelo atleta.
T = ΔEc
T = m. V²/2 - m. Vo²/2
T = 70. 2²/2 - 70. 1²/2
T = 140 - 35
T = 105 Joules
O trabalho de uma força é diretamente proporcional à intensidade dessa força e ao deslocamento pode ela provocado.
T = F. ΔS. Cosβ
105 = F. 10. 1
F = 10,5 Newtons
A potência de um motor está relacionada ao trabalho que pode ser desempenhado em um determinado intervalo de tempo.
P = T/Δt
P = ΔEc/Δt
P = Ec final - Ec inical/Δt
P = (m. V²/2) - 0/Δt
P = (1000. 28²/2) - 0/3
P ≅ 130.667 Watts
Utilizando a regra de três-
1 cv ------------------------------- 735,5 Watts
P ---------------------------------- 130.667 Watts
P = 177,65 cv
1 hp -------------------------------- 745,7
P ------------------------------------ 130.667
P = 175,22 hp