Um local avaliado para uma estação eólica tem ventos estáveis de velocidade de 8,5 m / s. Determine a energia do vento: a) por unidade de massa, b) para uma massa de 10 kg de ar e c) para um fluxo de massa de 1154 kg / s de ar.

Passo 1

O enunciado pede para calcular a energia cinética do vento em três situações: por unidade de massa, para uma massa fixa de 10 kg e para um fluxo de massa de 1154 kg/s. Vamos usar o conteúdo de energia cinética, cuja expressão por massa é dada por metade do quadrado da velocidade.

Passo 2

A energia cinética específica (isto é, por unidade de massa) é calculada por
ec = 12v^2
Substituindo a velocidade v = 8,5 m/s obtemos
ec = 12(8,5)^2 = 0,5times72,25 = 36,125 J/kg

Passo 3

Para uma massa de m = 10 kg, a energia cinética total é
E = m,ec = 10times36,125 = 361,25 J

Passo 4

Para um fluxo de massa de dotm = 1154 kg/s, a energia por segundo (potência) é
P = dotm,ec = 1154times36,125 = 41688,25 J/s = 41688,25 W

Resposta

a) 36,125 J/kg
b) 361,25 J
c) 41688,25 W

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