Como podemos medir a potência de um motor de automóvel quando você dirige a uma velocidade constante?
Passo 1
O enunciado pergunta como determinar a potência de um motor de automóvel quando ele se mantém em velocidade constante. O conteúdo envolve mecânica clássica (forças de resistência e potência) e métodos práticos de medição (dinamômetro, teste de “coast‐down” ou consumo de combustível).
Passo 2
Lembrando a definição de potência mecânica, em uma dimensão:
onde
é a força aplicada pelo motor sobre o veículo e
é a velocidade.
Passo 3
Em regime permanente (velocidade constante) a aceleração é nula, logo a força de tração do motor equilibra exatamente todas as forças resistivas (arrasto aerodinâmico, rolamento dos pneus, inclinação da via etc.):
Logo, a potência necessária para vencer essas resistências é
Passo 4
Para obter numericamente
em uma dada velocidade
, usamos um destes métodos:
- Dinamômetro de chassis: mede diretamente o torque e a rotação das rodas, calculando
e convertendo em . - Teste de “coast-down”: desconecta o motor, deixa o carro desacelerar de
a , obtém a desaceleração média e usa
depois calcula
para cada velocidade.
3. Consumo de combustível: mede a vazão mássica em regime de cruzeiro e usa o poder calorífico
do combustível para estimar
3. Consumo de combustível: mede a vazão mássica
onde
é a eficiência térmica do motor.
Resposta
A potência em velocidade constante é dada por
onde
pode ser obtida em dinamômetro, em teste de coast-down ou via consumo de combustível.