Salsicha, experimentando uma aula de paraquedismo, salta e, antes de abrir seu paraquedas, esquia no ar, caindo em direção ao solo a uma velocidade terminal de 120 mi / h .
a) Considerando que sua massa é de
, calcule a magnitude da potência associada à força de arrasto.
b) Após ele abrir seu paraquedas, sua velocidade terminal diminui para
. Qual é a potência devida ao arrasto nessa condição.
c) Se fosse possível converter a energia dissipada devido ao arrasto no item a, considerando que Salsicha permaneceu na condição apresentada nesse item durante
, por quanto tempo se poderiam manter ligadas cinco lâmpadas de 60,0 W?
a) Considerando que sua massa é de
b) Após ele abrir seu paraquedas, sua velocidade terminal diminui para
c) Se fosse possível converter a energia dissipada devido ao arrasto no item a, considerando que Salsicha permaneceu na condição apresentada nesse item durante
Passo 1
Então, o enunciado diz que o Salsicha cai em velocidade terminal e a gente tem que calcular a potência associada à força de arrasto em duas situações diferentes (antes e depois de abrir o paraquedas) e, no final, ver quanto tempo dá pra ligar umas lâmpadas com a energia que ele dissipa no ar.
Conteúdo: dinâmica (força de arrasto em velocidade terminal), potência ( ), conversão de unidades e energia dissipada (
).
O que a gente vai precisar:
Conteúdo: dinâmica (força de arrasto em velocidade terminal), potência (
O que a gente vai precisar:
- Saber que, em velocidade terminal, a força de arrasto
é igual ao peso . - Converter velocidades de mi/h e km/h para m/s.
- Calcular potência
e depois energia . - Dividir essa energia por uma potência de lâmpadas para achar o tempo de funcionamento.
Passo 2
Parte (a): potência de arrasto na primeira fase
- Como ele está em velocidade terminal,
. - Converter
para m/s:
3) Peso:.
4) Potência:
Passo 3
Parte (b): potência de arrasto com o paraquedas aberto
- Velocidade
em m/s:
2) A força de arrasto em terminal continua.
3) Potência:
Passo 4
Parte ©: tempo de lâmpadas a partir da energia dissipada em (a)
- Duração do salto sem paraquedas:
. - Energia dissipada:
3) Se a gente ligar cinco lâmpadas de, a potência total é
- Tempo de funcionamento:
ou seja, cerca de 4 h e 5 min.
Resposta
(a)
(b)
© Dá para manter 5 lâmpadas de 60 W acesas por cerca de 4,1 h (aprox. 4 h 5 min).
(b)
© Dá para manter 5 lâmpadas de 60 W acesas por cerca de 4,1 h (aprox. 4 h 5 min).