Questão 1
(FGV) Depois de anos investigando o funcionamento de nossas pernas, um grupo de cientistas construiu uma traquitana simples, mas extremamente sofisticada, que é capaz de diminuir o consumo de energia de uma caminhada em até 10%.
REINACH, Fernando. “Quando um prato de feijão vai mais longe”,
in O Estado de São Paulo, 13/06/2015.
Uma pessoa caminhando, sem a traquitana, gasta 80 cal a cada metro. Utilizando o equipamento e reduzindo em 10% seu consumo de energia, essa pessoa percorreu uma distância D com velocidade média igual a 7,0 km/h e gastou energia correspondente a um prato de feijoada de 504 kcal. Os valores da distância D e da potência P consumida na caminhada são, respectivamente,
Dado: 1 cal = 4 J
a) 5,7 km e 700 W.
b) 6,3 km e 155 W.
c) 6,3 km e 622 W.
d) 7,0 km e 140 W.
e) 7,0 km e 560 W.
Questão 2
(Enem) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica, que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.
Disponível em: www.physics.hku.hk. Acesso em: 3 jun. 2015.
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
a) 1,0 s.
b) 4,0 s.
c) 10 s.
d) 33 s.
e) 300 s.
Questão 3
Um homem comeu uma refeição que totalizou 600 Kcal. Ao se exercitar, o indivíduo só conseguiu queimar a energia adquirida com a refeição depois de 6 h de atividade. Determine a potência, em W, aproximada desenvolvida pelo homem.
Dados: 1 cal = 4J; 1 h = 3600 s; 1 Kcal = 1000 cal.
a) 102
b) 122
c) 152
d) 202
e) 112
Questão 4
Um objeto é empurrado por uma força de intensidade 100 N que forma um ângulo de 60º com a horizontal. Sabendo que a velocidade do objeto durante a atuação da força é de 2 m/s, determine a potência média desenvolvida.
a) 50 W
b) 100 W
c) 150 W
d) 200 W
e) 250 W
Resposta Questão 1
Letra E
Com o uso da traquitana, o gasto de energia para cada metro caminhado é 10% menor. Como o consumo de energia sem o equipamento é de 80 cal por metro andado, com a ajuda do dispositivo, o consumo cai para 72 cal por metro andado.
A energia consumida corresponde a 504 kcal = 504. 1000 cal = 504.000 cal. Se para cada 1 metro de deslocamento, a energia consumida é de 72 cal, a distância percorrida com 504.000 cal é:
A energia total utilizada pode ser transformada em joules. Se cada caloria é equivalente a 4 J, podemos escrever que:
A potência da caminhada é definida pela energia total, em J, e o tempo de 1 h. Sabendo que a velocidade de deslocamento é de 7 km/h e que o deslocamento executado foi de 7 km, definimos que o tempo gasto foi de 1 h, que equivale a 3600 s.
Resposta Questão 2
Letra D
A cada 1 m2, a potência disponível é de 1000 W, portanto, para os 9 m2 das placas solares do carro, a potência disponível é de 9000 W. Como o rendimento é de apenas 30% (0,3), somente 2700 W serão efetivamente utilizados (9000. 0,3 = 2700). A partir da equação da potência de uma força, teremos:
A energia utilizada é a energia cinética, que se refere à velocidade de 108 km/h (30 m/s).
Resposta Questão 3
Letra E
A energia total consumida pelo homem em joules é de 2.400.000 J (600 Kcal = 600. 1000 = 60.0000 cal. 4 = 2.400.000 J). A partir da definição de potência e sabendo que 6 h correspondem a 21.600 s (6 x 3600s = 21.600 s), teremos:
Resposta Questão 4
Letra B
A potência pode ser definida em termos da força aplicada e da velocidade do objeto.
