Propõe represar uma corrente de água distante que mede 25 cm de profundidade e 350 cm de largura, com velocidade média de
. Calcule a potência máxima de uma turbina com 88% de eficiência.
Passo 1
Vamos resolver um problema de física relacionado à energia hidráulica. Precisamos calcular a potência máxima que uma turbina pode gerar em uma corrente de água. Para isso, vamos utilizar conceitos de velocidade da água, área da seção transversal do fluxo e eficiência da turbina.
Passo 2
Primeiro, precisamos determinar a área da seção transversal da corrente de água, que é a região onde a água está fluindo. A área (
) pode ser calculada multiplicando a profundidade (
) pela largura (
) da corrente. A profundidade é de 25 cm (0,25 m) e a largura é de 350 cm (3,5 m):
Passo 3
Agora, vamos calcular a potência disponível na corrente de água, também conhecida como potência hidráulica (
). A fórmula para isso é:
Onde:
-
é a densidade da água ( ), -
é a área da seção transversal ( ), -
é a velocidade da água ( ).
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos calcular o valor numérico passo a passo:
- Calculamos
:
- Substituímos na fórmula:
- Multiplicamos os valores:
Passo 5
Finalmente, consideramos a eficiência (
) da turbina, que é de 88% (ou 0,88), para encontrar a potência máxima (
) que a turbina pode fornecer:
Resposta
A potência máxima da turbina é aproximadamente
watts.