P2.1 Considere: 1 cavalo-vapor=746 W.
Um motor de pistões, ao alcançar sua taxa máxima de consumo de combustivel, desenvolve uma potência constante de 500 HP . Calcule a força que ele aplica sobre o avião durante o levantamento de vôo, quando a velocidade é igual a 10 m / s, 50 m / s e 150 m / s.

Passo 1

O exercício diz que um motor de pistões tem potência constante de 500 HP (cavalo-vapor) e pede para calcular a força que ele exerce no avião em voo de decolagem, nas velocidades de 10 m/s, 50 m/s e 150 m/s.
Conteúdo: Mecânica – definição de potência e relação entre potência, força e velocidade.
O que precisamos:
  • Converter HP em watts;
  • Saber que, na mecânica, potência satisfaz ;
  • Isolar e calcular nos três casos de .

Passo 2

Primeiro, convertemos a potência para o SI:
Sabendo que
1HP = 746W,
então
P = 500HP times 746W/HP = 373,000W

Passo 3

Teoria básica: potência P = trabalhoDe é a taxa de energia por tempo. Se uma força desloca um corpo à velocidade constante , o trabalho por tempo (potência) é

Passo 4

Isolando a força na fórmula F = Pv , temos
Ou seja, basta dividir a potência pela velocidade para achar a força.

Passo 5

Para F10 = 373,00010 = 37,300N :

Passo 6

Para F50 = 373,00050 = 7,460N :

Passo 7

Para F150 = 373,000150 approx 2,486,7N :

Resposta

As forças aplicadas são:
  • a 10 m/s:
  • a 50 m/s:
  • a 150 m/s:

Exercícios relacionados