Um elevador transporta uma carga de 500 kg para um pavimento a
do solo. Se a potência desenvolvida durante a subida é de 2000 W , calcule o tempo de deslocamento.
Passo 1
Beleza, então o exercício diz o seguinte: “Um elevador leva 500 kg até 5,0 m de altura e a potência usada na subida é de 2000 W. Qual o tempo que ele leva?”
Isso é um problema de Física básica, bem na parte de energia e potência. Para resolver, vamos precisar:
Isso é um problema de Física básica, bem na parte de energia e potência. Para resolver, vamos precisar:
- calcular a energia potencial gravitacional que foi ganha pelo elevador (e pela carga), que é
, - usar a definição de potência média,
, para achar o tempo .
Passo 2
Antes de sair calculando, vamos revisar a teoria:
- Energia potencial gravitacional (
) é a energia que um corpo ganha quando sobe contra a gravidade, e vale
onde
m = massa (500 kg),
g = aceleração da gravidade (9,8 m/s²),
h = altura (5,0 m).
Passo 3
Calculando a energia potencial:
Fazendo a conta:
Então a energia que o elevador “gastou” para subir é
.
Passo 4
Agora, potência média (
) é a razão entre energia transferida (ou trabalho) e o tempo:
Reorganizando para achar o tempo:
Passo 5
É só substituir:
Lembrando que 1 W = 1 J/s, então:
Resposta
O elevador leva aproximadamente 12,25 segundos para subir 5,0 m com a potência de 2000 W.