Um cortador de grama possui motor de 6 cavalos ( 1 \mathrm{HP}=750 \mathrm{~W} ). Se o motor tiver uma eficiência de 20% e a aceleração for tal que o motor gire 10 vezes por segundo, o calor que é expelido em um ciclo é:

Passo 1

O enunciado dá um motor de potência nominal de 6 cavalos-vapor, ou seja, potência mecânica de saída, eficiência de 20 % e rotação de 10 ciclos por segundo. Queremos saber quanto de calor (energia dissipada) sai em cada ciclo.

Passo 2

Convertendo a potência mecânica de saída de cavalos-vapor para watts:
P_{\text{mec}} = 6 \times 750 = 4500\\ \mathrm{W}.

Passo 3

Como a eficiência é \eta = 20\%, a potência de entrada P_{\text{in}} satisfaz
\eta = \frac{P_{\text{mec}}}{P_{\text{in}}} \quad\Longrightarrow\quad P_{\text{in}} = \frac{P_{\text{mec}}}{\eta} = \frac{4500}{0{,}2} = 22500\\ \mathrm{W}.

Passo 4

A potência dissipada em forma de calor é a diferença entre entrada e saída mecânica:
P_{\text{calor}} = P_{\text{in}} - P_{\text{mec}} = 22500 - 4500 = 18000\\ \mathrm{W}.

Passo 5

Em cada ciclo a duração é 1/10 s, logo a energia de calor por ciclo é
Q = P_{\text{calor}} \times \frac{1}{10} = 18000 \times 0{,}1 = 1800\\ \mathrm{J}.

Resposta

1800\\ \mathrm{J}

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