7- Defina rendimento mecânico, e cite exemplo de aplicação.

Passo 1

O enunciado pede que a gente defina o que é rendimento mecânico e ainda dê um exemplo de aplicação prática. Esse conteúdo envolve o conceito de eficiência em máquinas, ou seja, como medir a proporção entre a energia (ou trabalho) útil que sai de um dispositivo e a energia que entra nele.

Passo 2

O rendimento mecânico, normalmente indicado por \eta_{m}, é a razão entre o trabalho (ou potência) útil entregue pela máquina e o trabalho (ou potência) que foi fornecido a ela. Em forma de fórmula, temos:
\eta_{m} \;=\;\frac{W_{\text{útil}}}{W_{\text{fornecido}}} \quad\text{ou}\quad \eta_{m} \;=\;\frac{P_{\text{útil}}}{P_{\text{fornecido}}}úú
Em qualquer máquina real, parte da energia de entrada se perde por atrito, vibração, aquecimento, som, etc., e por isso \eta_{m}<1. O rendimento é normalmente expresso em porcentagem, multiplicando a razão acima por 100\%.

Passo 3

Um exemplo clássico de aplicação é a caixa de engrenagens de um automóvel. Nela, o motor entrega uma potência P_{\text{in}} no eixo de entrada da caixa e a mesma caixa fornece uma potência P_{\text{out}} no eixo de saída, já reduzida e amplificada em torque. Devido ao atrito entre dentes, lubrificação e rolamentos, nem toda P_{\text{in}} chega como P_{\text{out}}. O rendimento mecânico da caixa é
\eta_{m} = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}}
e, em boas caixas de câmbio, costuma ficar entre 95\% e 98\%.

Resposta

O rendimento mecânico \eta_{m} é a razão entre o trabalho (ou potência) útil entregue por uma máquina e o trabalho (ou potência) que lhe foi fornecido, refletindo perdas por atrito e outras irreversibilidades. Exemplo de aplicação: a caixa de engrenagens de um automóvel, em que
\eta_{m} = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}} \quad\text{(tipicamente }95\%\text{–}98\%\text{).}

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