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Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldades de locomoção, é utilizado, em ônibus e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse dispositivo é usada uma bomba elétrica, para forçar um fluido a passar de uma tubulação estreita para outra mais larga, e dessa forma acionar um pistão que movimenta a plataforma. Considere um elevador hidráulico cuja área da cabeça do pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação que sai da bomba. Desprezando o atrito e considerando uma aceleração gravitacional de 10 m/s , deseja-se elevar uma pessoa de 65 kg em uma cadeira de rodas de 15 kg sobre a plataforma de 20 kg. Determine a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja elevado.

20 N
100 N
2000 N
200 N
2 N
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Tópicos de Análise e Desenvolvimento de Sistemas

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio de Pascal, que afirma que a pressão aplicada em um fluido em repouso é transmitida igualmente em todas as direções. 1. Calcular o peso total a ser elevado: - Peso da pessoa: \( 65 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 = 650 \, \text{N} \) - Peso da cadeira de rodas: \( 15 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 = 150 \, \text{N} \) - Peso da plataforma: \( 20 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 = 200 \, \text{N} \) - Peso total: \( 650 \, \text{N} + 150 \, \text{N} + 200 \, \text{N} = 1000 \, \text{N} \) 2. Calcular a área do pistão e da tubulação: - Se a área do pistão é 5 vezes maior que a área da tubulação, podemos chamar a área da tubulação de \( A \) e a área do pistão de \( 5A \). 3. Calcular a pressão no pistão: - A pressão necessária para elevar o peso total é dada por: \[ P = \frac{F}{A} = \frac{1000 \, \text{N}}{5A} \] 4. Calcular a força exercida pelo motor da bomba: - A pressão na tubulação deve ser igual à pressão no pistão: \[ P = \frac{F_{bomba}}{A} \] - Igualando as pressões: \[ \frac{F_{bomba}}{A} = \frac{1000 \, \text{N}}{5A} \] - Multiplicando ambos os lados por \( A \): \[ F_{bomba} = \frac{1000 \, \text{N}}{5} = 200 \, \text{N} \] Portanto, a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido é 200 N.

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