Um local avaliado para uma estação eólica tem ventos estáveis de velocidade de
. Determine a energia do vento para um fluxo de massa de
de ar.
Passo 1
Beleza, olha só o que a questão tá pedindo: a gente tem um vento que sopra a 8,5 m/s e passa 1 154 kg de ar por segundo. Queremos saber quanta energia (na verdade, potência, mas a gente fala “energia do vento”) esse fluxo carrega. Isso é assunto de energia cinética em física, e a gente vai usar a fórmula da energia cinética por segundo, ou seja, a potência do vento:
– Matéria: Energia cinética e fluxo de massa
– O que precisamos: a velocidade do vento e o fluxo de massa
para aplicar a fórmula
– Matéria: Energia cinética e fluxo de massa
– O que precisamos: a velocidade do vento
Passo 2
Teoria na área! A energia cinética de uma massa
que se move a uma velocidade
é
Como o ar está sempre passando, a gente tem um fluxo de massa
(que é
por segundo). A potência (energia por segundo) do vento é então
Ou seja, basta multiplicar meio vezes o fluxo de massa vezes o quadrado da velocidade.
Passo 3
Vamos colocar os números na fórmula:
Então
Passo 4
Calculando:
Arredondando, dá cerca de
W, ou 41,7 kW.
Resposta
A potência do vento é aproximadamente
(41,7 kW).