PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 84 (CFS 2) da EEAR 2022

CFS 2 · Física: Potência e rendimento

– Um determinado carro elétrico (de massa 1850 kg e levando dois ocupantes de massa igual a 75 kg cada), partindo do repouso, em uma pista retilínea e horizontal, consegue atingir a velocidade de 108 km/h em 4{,}0 segundos.

Para obter essa aceleração o motor elétrico desse carro deverá ter no mínimo, a potência de _____ HP (horse-power).

Utilize 1\text{ HP} = 750\text{ W} e despreze o atrito com o ar.

  1. A
    225
  2. B
    300
  3. C
    450
  4. D
    600
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Resolução comentada

A potência mínima é a energia cinética ganha dividida pelo tempo, já que o atrito é desprezado e a pista é horizontal (sem variação de energia potencial). Esse é o valor médio mínimo exigido do motor.

  1. Massa total: m = 1850 + 2\cdot 75 = 2000\ \text{kg}.

  2. Velocidade em m/s: v = \dfrac{108}{3{,}6} = 30\ \text{m/s}.

  3. Energia cinética final (a inicial é zero, pois parte do repouso):

E_c = \frac{m v^2}{2} = \frac{2000\cdot 30^2}{2} = 9{,}0\times 10^5\ \text{J}
  1. Potência média:
P = \frac{E_c}{\Delta t} = \frac{9{,}0\times 10^5}{4{,}0} = 2{,}25\times 10^5\ \text{W}
  1. Conversão para HP:
P = \frac{2{,}25\times 10^5}{750} = 300\ \text{HP}

O resultado é 300 HP.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem esquece o fator 1/2 da energia cinética, obtendo o dobro da potência.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa só a massa do carro e dos ocupantes de forma errada, ou erra a conta de energia; 225 vem de misturar 2,25×10^5 W com a conversão sem dividir por 750.
  • CResultado maior que o correto, típico de erro ao calcular a energia cinética (por exemplo, usar a velocidade errada).
  • DEquivale ao dobro do correto, o que ocorre ao esquecer o fator 1/2 da energia cinética.

Assuntos: Potência e rendimento, Movimento uniformemente variado (MUV), Leis de Newton e aplicações.

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Ver como caiu na prova Questão 84 no caderno CFS 2 da EEAR 2022

Fonte: EEAR 2022 · CFS 2. Prova oficial ↗