Question

Um balde de massa igual a 800 gramas contendo 20 L de água ( densidade absoluta 1,0 kg/L) é içado verticalmente a partir do solo por uma corda até uma
altura de 5 metros. A operação é realizada em 20 segundos, com velocidade constante. Qual é a potência da força de tração aplicada pela corda sobre o balde?

Answer 1

Velocidade constante ⇒ Força resultante = 0 N ⇒ Tração = Peso !

Sendo tração (T) = peso (P) ...

Determinado a massa do sistema : 

Massa total (mT) = m. balde + m. água

20 L de água ⇒ 20 kg de água
mT = 0,8 kg + 20 kg
mT = 20,8 kg ⇒ Esta é a massa do sistema !

Determinando o peso do sistema :

Peso = m * g (sendo m = mT ⇒ 20,8 kg e g = 10 m/s²)

P = 20,8 * 10
P = 208 Newtons ⇒ Este é o peso do sistema !

Determinando o trabalho da tração :

A tração é numericamente igual ao peso, logo a tração (T) é de 208 N...

Trabalho (W) = força (F) * deslocamento (d)
Sendo F ⇒ T (208 N) e d ⇒ ΔH (5 m):

W = 208 * 5
W = 1040 Joules ⇒ Este é o trabalho que a tração irá realizar !

Potência = (Energia | Trabalho) / Tempo

Sendo o trabalho = 1040 J e o tempo = 20 s, a potência será:

Potência = 1040 / 20
Potência = 52 Watts ⇒ Esta é a potência da força de tração !