Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-295-297

Prévia do material em texto

295
VO
LU
M
E 
3 
 
 C
IÊ
N
CI
AS
 D
A 
N
AT
U
RE
ZA
 e
 s
ua
s 
te
cn
ol
og
ia
s
17. (Ufg)
Há dez anos, foi lançado no Brasil o primeiro carro 
flex, capaz de funcionar com dois combustíveis: 
gasolina e etanol hidratado. Atualmente, mais de 
90% dos carros leves vendidos no Brasil são dessa 
categoria. Os engenheiros brasileiros desenvolveram 
um inovador software automotivo para regulagem 
da injeção do combustível, que melhorou a eficiên-
cia dos motores e proporcionou o sucesso comercial 
dos veículos flex. Considere um carro flex, abas-
tecido com etanol, que viaja em uma rodovia com 
velocidade constante igual a 100 km/h. Para manter 
essa velocidade, o motor desenvolve uma potência 
de 22 kW. Sabendo que o rendimento típico de um 
motor flex é h = 36% e que o poder calorífico do 
etanol hidratado é aproximadamente q = 5500 cal/
cm3, calcule, nas condições indicadas no texto,
Dado:
1 cal = 4 J
a) a energia necessária para manter a velocidade do 
carro constante durante um minuto;
b) o consumo de combustível em quilômetros por litro. 
18. (Uftm)
Um motor ideal é usado para acionar uma bomba de 
rendimento igual a 40%, cuja função é elevar 300 
litros de água por minuto a uma altura de 20 m. 
Esse motor consome óleo combustível de poder calo-
rífico igual a 4,0 . 107 J/kg. Considerando g = 10 m/
s2 e dágua = 1,0 kg/L, responda:
a) Qual é a potência efetiva do motor utilizado nessa 
tarefa?
b) Qual foi o consumo de óleo, em kg, utilizado pelo 
motor, em uma hora de trabalho? 
19. (Unesp)
A quantidade de energia informada na embalagem 
de uma barra de chocolate é igual a 200 kcal. Após 
o consumo dessa barra, uma pessoa decide eliminar 
a energia adquirida praticando uma corrida, em per-
curso plano e retilíneo, com velocidade constante 
de 1,5 m/s, o que resulta em uma taxa de dissipação 
de energia de 500 W. Considerando 
1 kcal = 4200 J, quantos quilômetros, aproxima-
damente, a pessoa precisará correr para dissipar a 
mesma quantidade de calorias ingeridas ao comer 
o chocolate? 
20. (Ufjf)
Em uma construção civil, os operários usam algu-
mas máquinas simples para facilitar e diminuir sua 
carga diária de energia gasta na execução de seu 
trabalho. Uma das máquinas simples mais utilizadas 
são, por exemplo, as roldanas fixas e móveis. Em um 
dia comum de trabalho, um operário deve elevar, 
com velocidade constante, um bloco de pedra de 
massa m = 100 kg para o segundo andar da obra, 
que fica a uma altura h = 5,0 m em relação ao solo. 
Para essa tarefa, o operário utilizou um sistema com 
duas roldanas, uma fixa e outra móvel, e um cabo de 
massa desprezível, como mostra a figura. Considere 
g = 10 m/s2 .
a) Faça um diagrama de forças que atuam sobre o bloco 
e identifique cada uma das forças.
b) Calcule a tração no cabo que está em contato com a 
mão do operário e o trabalho realizado por ele, para 
elevar o bloco até o segundo andar da obra.
c) Se foi gasto um tempo t = 10 s para o operário ele-
var o bloco até o segundo andar da obra, calcule a 
potência gasta nessa tarefa. 
296
VO
LU
M
E 
3 
 
 C
IÊ
N
CI
AS
 D
A 
N
AT
U
RE
ZA
 e
 s
ua
s 
te
cn
ol
og
ia
s
Gabarito (e.i.)
1. B 2. D 3. A 4. D 5. B
6. A 7. C 8. A 9. A 10. C
11. D 12. C 13. B 14. A 15. E
16.
 = 160 J 
17.
a) 1320 kJ
b) c = 10 km/l
18.
a) 1.000 W.
b) m = 0,225 kg. 
19.
2,52 km.
20.
 a) Teremos:
b) T = 500 N.
O trabalho da força aplicada pelo operador é igual a 
energia potencial adquirida pelo bloco: 5.000 J.
c) A potência é dada pela energia potencial dividida 
pelo tempo.
Pot = 500 W.
297
VO
LU
M
E 
1 
 
 C
IÊ
N
CI
AS
 D
A 
N
AT
U
RE
ZA
 e
 s
ua
s 
te
cn
ol
og
ia
s
Energias Cinética e Potencial
Competência(s): 3, 
5 e 6
Habilidade(s): 8, 17 e 23
FÍSICA 1
AULAS
31 e 32
Você deVe saber!
Mapeando o saber
- Energia
- Teorema da energia cinética
- Energia potencial gravitacional
- Energia potencial elástica