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Potência e rendimento

Em muitas situações práticas é importante saber a velocidade com que um trabalho pode ser realizado. Por exemplo, numa ultrapassagem, o motorista deve ter certeza de que seu carro conseguirá realizar aquela tarefa sem colocar em risco a vida dos passageiros.

Outro exemplo óbvio pode ilustrar claramente a importância que o intervalo de tempo tem na realização do trabalho: o que é mais rápido, encher uma caixa d´água com um conta-gotas ou com um balde? Ir de São Paulo ao Piauí de carro ou de avião?

Podemos definir potência média (Pm) como sendo o quociente entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo gasto. Matematicamente, temos:

No SI, a unidade de potência é o watt (W), em homenagem a James Watt, inventor que aperfeiçoou a máquina a vapor. Então, temos:

Outras unidades de potência como horse-power (HP) e cavalo-vapor (cv) também são utilizadas:

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- horse-power (HP): 1 HP = 746 W
- cavalo-vapor (cv): 1 cv = 735 W

A unidade HP foi introduzida por James Watt de maneira bem simplificada, pois ele se preocupava em se fazer entender pelo público leigo. Assim, usou a figura do cavalo para apresentar sua ideia sobre potência: uma máquina de 30 HP corresponde à potência de 30 cavalos ingleses.

Para realizar uma tarefa, toda máquina, todo organismo, precisa de determinada potência, ou seja, determinada quantidade de energia por unidade de tempo. Porém, nem toda a potência requerida é usada na realização da tarefa. Por exemplo, no liquidificador, parte da potência que entra através da rede elétrica é transformada em energia mecânica e a outra parte é dissipada em calor.

Desse modo, toda máquina possui um rendimento (η), que é o quociente entre a potência útil (ou seja, utilizada na realização da tarefa) e a potência total. Por definição temos:

Parte da potência que entra através da rede elétrica, em um liquidificador, é transformada em energia mecânica e a outra parte é dissipada em calor
Parte da potência que entra através da rede elétrica, em um liquidificador, é transformada em energia mecânica e a outra parte é dissipada em calor
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(FCM-PB) Em uma cachoeira aproveitada para mover uma roda d’água, a potência disponível é de 300 kW. Qual a potência útil para essa roda d’água cujo rendimento é de 50%?

a) 150 kW

b) 450 kW

c) 50 kW

d) 100 kW

e) 200 kW

Questão 2

(Uncisal) No filme “De volta para o futuro” (Universal Pictures, USA, 1985), o protagonista cria uma máquina do tempo utilizando um automóvel modelo DeLorean DMC 1981. Para isso, o seu motor foi modificado para que fosse capaz de produzir uma potência de 1,21 GW. Supondo o rendimento do motor de 50%, a massa do automóvel igual a 1.210 Kg e desprezando a resistência do ar, um DeLorean com uma potência de 1,21 GW atingiria de 0 a 100 Km/h (100 Km/h ↓≈ 27 m/s) em um tempo de:

a) 223,1 μs.

b) 364,5 μs..

c) 441,0 μs.

d) 605,0 μs.

e) 729,0 μs.

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