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3. Poços são uma das maneiras mais comuns de obtenção de água em ambientes secos. Num poço específico há uma bomba de 2 cavalos de potência (2 cv = 1,5 kW). considerando a profundidade de 20 metros e a aceleração da gravidade igual a 10m/s², quanta água consegue ser retirada a cada hora? (Dado: massa específica da água = 1000 kg/m³; P = W/Δt ; W = ΔU; d = m/V). Obs.: Caso os cálculos não sejam apresentados, sua resposta será anulada. P = Potência, W = Trabalho, t = tempo em segundos, U = Energia Potencial, d = densidade; m = massa; V = Volume.

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Estudo Através de Questões

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver essa questão, vamos usar a relação entre potência, trabalho e tempo. A potência (P) é dada pela fórmula: \[ P = \frac{W}{\Delta t} \] onde \( W \) é o trabalho realizado e \( \Delta t \) é o tempo. O trabalho realizado para elevar a água é igual à variação da energia potencial, que pode ser calculada pela fórmula: \[ W = \Delta U = m \cdot g \cdot h \] onde: - \( m \) é a massa da água, - \( g \) é a aceleração da gravidade (10 m/s²), - \( h \) é a altura (20 m). A massa da água pode ser relacionada ao volume (V) pela densidade (\( d \)): \[ m = d \cdot V \] Substituindo na fórmula do trabalho, temos: \[ W = d \cdot V \cdot g \cdot h \] Substituindo \( d = 1000 \, \text{kg/m}³ \), \( g = 10 \, \text{m/s}² \) e \( h = 20 \, \text{m} \): \[ W = 1000 \cdot V \cdot 10 \cdot 20 \] \[ W = 200000 \cdot V \] Agora, substituindo na fórmula da potência: \[ P = \frac{200000 \cdot V}{\Delta t} \] Sabemos que a potência da bomba é de 1,5 kW, que é igual a 1500 W. Portanto, temos: \[ 1500 = \frac{200000 \cdot V}{3600} \] (3600 segundos em uma hora) Multiplicando ambos os lados por 3600: \[ 1500 \cdot 3600 = 200000 \cdot V \] \[ 5400000 = 200000 \cdot V \] Agora, isolando \( V \): \[ V = \frac{5400000}{200000} \] \[ V = 27 \, \text{m}³ \] Portanto, a bomba consegue retirar 27 m³ de água a cada hora.

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