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Exercícios sobre potência

Resolva esta lista de exercícios sobre potência e teste seus conhecimentos sobre essa grandeza física relacionada ao trabalho e à energia.

Questão 1

(Uncisal) No filme De volta para o futuro (Universal Pictures, USA, 1985), o protagonista cria uma máquina do tempo utilizando um automóvel modelo DeLorean DMC 1981. Para isso, o seu motor foi modificado para que fosse capaz de produzir uma potência de 1,21 GW. Supondo o rendimento do motor de 50%, a massa do automóvel igual a 1210 Kg e desprezando a resistência do ar, um DeLorean com uma potência de 1,21 GW atingiria de 0 a 100 Km/h (100 Km/h ↓≈ 27 m/s) em um tempo de:

A) 223,1 μs

B) 364,5 μs

C) 441,0 μs

D) 605,0 μs

E) 729,0 μs

Questão 2

(PUC) Em um período de muito frio, um casal utiliza em seu quarto um aquecedor elétrico de potência nominal 1200 W ligado a 110 V. Mesmo ligado a noite toda, possui um termostático que o desliga automaticamente por certo período de tempo. Pode-se dizer que permanece utilizando a potência elétrica nominal por 5 horas por dia. Sabendo que o custo do kWh é de R$ 0,40, durante o mês, qual seria o gasto com o aquecedor elétrico? (Considere que o valor do kWh seja o total, já incluso impostos e taxas).

A) 180 reais

B) 55 reais

C) 25 reais

D) 12 reais

E) 72 reais

Questão 3

(FCM) Em uma cachoeira aproveitada para mover uma roda d’água, a potência disponível é de 300 kW. Qual a potência útil para essa roda d’água cujo rendimento é de 50%?

A) 150 kW

B) 450 kW

C) 50 kW

D) 100 kW

E) 200 kW

Questão 4

(UFPR) O consumo elétrico de uma unidade residencial foi medido pelo seu proprietário, e o resultado obtido foi expresso pelo gráfico ao lado, que descreve o consumo de corrente elétrica (i) da residência ao longo das 24 horas do dia (t). A unidade residencial é alimentada por uma tensão de 110 V.

Gráfico apontando o consumo elétrico de uma unidade residencial, que será utilizado para o cálculo da potência elétrica.

Considerando os dados expressos no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da maior potência elétrica consumida ao longo do dia.

A) 1,1 kW.

B) 2,2 kW.

C) 4,4 kW.

D) 6,6 kW.

E) 8,8 kW.

Questão 5

Analise as proposições abaixo e determine quais das alternativas correspondem a tipos de potência:

I. Potência mecânica.

II. Potência fraca.

III. Potência elétrica.

IV. Potência forte.

V. Potência instantânea.

Quais das alternativas apresentam as classificações de potência elétrica?

A) Alternativas I, II e III.

B) Alternativas I, IV e V.

C) Alternativas II, III e IV.

D) Alternativas II, IV e V.

E) Alternativas I, III e V.

Questão 6

Calcule a potência elétrica em um resistor elétrico de 48,4 Ω que foi conectado a um circuito elétrico que possui uma bateria de 220 V.

A) 700 W

B) 800 W

C) 900 W

D) 1000 W

E) 1100 W

Questão 7

Calcule a potência elétrica em um circuito que apresenta um resistor de 25 Ω que é percorrido por uma corrente de 6 A:

A) 700 W

B) 800 W

C) 900 W

D) 1000 W

E) 1100 W

Questão 8

Calcule a potência elétrica de um chuveiro elétrico que, ligado todos os dias por 15 minutos, consome uma energia elétrica mensal de 4 kWh.

A) 0,4 kW

B) 0,5 kW

C) 0,6 kW

D) 0,7 kW

E) 0,8 kW

Questão 9

Calcule a potência termodinâmica de um gás que sofre uma transformação isobárica com pressão de 3 Pa que varia seu volume em 1000 m3 durante 30 segundos.

A) 100 W

B) 200 W

C) 300 W

D) 400 W

E) 500 W

Questão 10

Calcule a potência de um resistor aquecido em razão do efeito Joule quando 450 J do seu calor é dissipado durante 30 minutos.

A)  4,7 W

B)  3,6 W

C)  2,5 W

D) 1,4 W

E)  0,3 W

Questão 11

Calcule a potência mecânica de uma pessoa de 100 kg que saiu do repouso e atingiu uma velocidade de 18 km/h em 15 minutos.

A) 1080 W

B)  83,4 W

C)  18 W

D) 1,4 W

E)  0,22 W

Questão 12

Quais proposições apresentam a unidade de medida correspondente à grandeza física estudada em potência?

I. A potência elétrica é medida em Ohm.

II. A potência instantânea é medida em Volt.

III. A potência mecânica é medida em Watt.

IV. A potência termodinâmica é medida em Ohm.

V. O trabalho é medido em Joule.

VI. A energia é medida em Joule.

A) Alternativas I, II e III.

B) Alternativas III, V e VI

C) Alternativas IV, V e VI.

D) Alternativas II, III e VI.

E) Alternativas I, III e V

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa E

Calcularemos a variação de tempo por meio da fórmula que a relaciona à potência mecânica e ao trabalho:

P=Wt

Não foi informado o valor do trabalho, mas podemos obtê-lo usando o teorema do trabalho e da energia cinética, em que o trabalho realizado pelo motor do carro equivale à variação de energia cinética sofrida pelo carro:

W=Ec

W=Ec finalEc inicial

W=mvfinal22mvinicial22

W=121027221210022

W=121027220

W=441 045 J

Por fim, substituiremos o valor do trabalho na equação da potência mecânica e o valor do rendimento do supercarro:

ηP=Wt

50%1,21 G=441 045t

O G significa giga e vale 109, então:

50%1,21 G=441 045t

0,605109=441 045t

t=441 0450,605109

t=729 000109

t=729103109

t=729106

t=729 μs

Resposta Questão 2

Alternativa E

Primeiramente, calcularemos a quantidade de horas em que o aquecedor é usado em um mês de 30 dias:

5 horas diárias30 dias=150 horas

Então, calcularemos o consumo de energia elétrica usando a fórmula que o relaciona à potência elétrica e à variação de tempo:

P=Et

1200=E150

E=1200150

E=180 000 Wh

E=180 kWh

Por fim, multiplicaremos o valor da energia gasta pelo custo do kWh, então o custo final será de:

180R$ 0,40=R$ 72,00

Resposta Questão 3

Alternativa A

Calcularemos a potência elétrica útil por meio da fórmula que a relaciona ao rendimento e à potência elétrica total:

η=PUPT

50%=PU300

50100=PU300

PU=50300100

PU=150 W

Resposta Questão 4

Alternativa D

Calcularemos a potência elétrica consumida durante o dia usando a fórmula que a relaciona à corrente elétrica e à tensão elétrica:

P=iU

O maior valor de potência elétrica ocorrerá quando tivermos a intensidade da corrente elétrica máxima:

P=imáxU

P=60110

P=6600 W

P=6,6 kW

Resposta Questão 5

Alternativa E

Os tipos de potência são elétrica, mecânica, instantânea e termodinâmica.

Resposta Questão 6

Alternativa D

Calcularemos a potência elétrica por meio da fórmula que a relaciona à tensão elétrica e à resistência elétrica:

P=U2R

P=220248,4

P=48 40048,4

P=1000 W

Resposta Questão 7

Alternativa C

Calcularemos a potência elétrica usando a fórmula que a relaciona à resistência elétrica e à corrente elétrica:

P=Ri2

P=2562

P=2536

P=900 W

Resposta Questão 8

Alternativa B

Primeiramente, converteremos os minutos para hora:

15 min60 min=0,25 h

Então, em um mês de 30 dias, o chuveiro elétrico é usado por:

0,25 h30 dias=7,5 h

Por fim, calcularemos a potência elétrica usando a fórmula que a relaciona à energia e à variação de tempo:

P=Et

P=7,515

P=0,5 kW

Resposta Questão 9

Alternativa A

Calcularemos a potência termodinâmica por meio da fórmula que a relaciona ao trabalho termodinâmico e à variação de tempo.

P=Wt

O trabalho termodinâmico pode ser dado pela fórmula:

W=pV

Então, a potência termodinâmica é:

P=p Vt

P=3100030

P=300030

P=100 W

Resposta Questão 10

Alternativa C

De início, converteremos o tempo de minutos para segundos:

30 min×60=1800 s

A potência desse resistor é calculada por meio da fórmula que a relaciona ao calor dissipado e à variação de tempo:

P=Qt

P=4501800

P=0,25 W

Resposta Questão 11

Alternativa D

Primeiramente, converteremos a velocidade de km/h para m/s:

18 km/h3,6=5 m/s

E converteremos o tempo de minutos para segundos:

15 min×60=900 s

Então, calcularemos a potência mecânica ocasionada pelo movimento da pessoa usando a fórmula que a relaciona ao trabalho e à variação de tempo:

P=Wt

O trabalho pode ser calculado pelo teorema do trabalho e da energia cinética: 

P=Ect

P=Ec finalEc inicialt

P=mvfinal22mvinicial22t

P=100522100022900

P=100252 0900

P=1250900

P=1,4 W

Resposta Questão 12

Alternativa B

I. A potência elétrica é medida em Ohm. (falso)

A potência elétrica é medida em Watt.

II. A potência instantânea é medida em Volt. (falso)

A potência instantânea é medida em Watt.

III. A potência mecânica é medida em Watt. (verdadeiro)

IV. A potência termodinâmica é medida em Ohm. (falso)

A potência termodinâmica é medida em Watt.

V. O trabalho é medido em Joule. (verdadeiro)

VI. A energia é medida em Joule. (verdadeiro)

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