Um trator de potˆencia igual a 120 cv trac

Física
3) Um trator de potˆencia igual a 120 cv traciona uma grade de massa igual a 200 kg com velocidade constante de 1,6 m s−1. Sabendo que o coeficiente de atrito entre a grade e o solo ´e igual a 15,0, calcule a percentagem da potˆencia que ´e consumida nesta tra¸ca˜o. Qual o trabalho (kWh) realizado pelo trator em 1 hora de trabalho?
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Jose Tarciso perguntou há 2 anos

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Professor João P.
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Respondeu há 2 anos

Como a grade se move com velocidade constante, a força resultante é nula.
Olhando para a grade, temos a força que o trator faz nela (puxando), a força de atrito (contrária à primeira), o peso e a normal.

Podemos modelar a força de atrito como:

Considerando g = 9,81 m/s^2:

Como há equilíbrio de forças, a força de tração exercida pelo trator tem o mesmo módulo.

Analisando a potência:

120 cv = 88260 watts = 88260 joules em 1 segundo

Analisando 1 segundo:

A percentagem então é dada por:

Agora o trabalho em kWh realizado pelo trator em 1h:

Aqui a questão apresenta uma ambiguidade a meu ver, podendo ser consideradas para o cálculo da potência tanto a potência nominal do trator quanto a potência advinda do trabalho de tração. Considerando a segunda opção:

Temos:

F = 29430 N

v = 1,6 m/s

t = 3600 s (1h)

distância = 3600*1,6 = 5760 m

Logo o trabalho W = 29430*5760 = 169.516.800 joules.

Joule é W*s. Se quiser passar para kW*h, basta dividir por 1000 (de W para kW) e depois por 3600 (de s para h)

OBS: caso fosse necessário calcular o trabalho realizado por meio da potência nominal, basta realizar o mesmo procedimento, so que usando a relação:

120 cv = 88260 watts = 88260 joules em 1 segundo

Então dividir 88.260*3.600 por 3.600.000. Isso daria 88,26 kWh.

 

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