Física I ⇒ Trabalho e Potência

[retlaw]

Um trem se movimenta sobre trilhos retos e horizontais com velocidade constante de intensidade 72 km/h quando começa a chover intensamente. A chuva é rigorosamente vertical e a massa de água que cai sobre o trem e depois escorre verticalmente, em relação às paredes dos vagões, é de 100 kg por segundo. Considere constante a força de resistência ao movimento do trem (resistência do ar e atrito nas rodas não motrizes). Para que, com a chuva, a velocidade do trem se mantenha constante, a potência desenvolvida pela locomotiva deverá sofrer um aumento de:


a)40W
b)1kW
c)3kW
d)4kW
e)40kW


Resposta

Resposta

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E

Tentei da seguinte forma:

τFR=∆Ec
τFR=(m+100).20²/2-m.20²/2
τFR=200m+20000-200m
τFR=20000J

Pot=20000/1=20kW

[LucasPinafiMOD]

[tex3]F= \frac{dp}{dt} = \frac{d}{dt} (mv) = v \frac{dm}{dt} =20 \cdot 100 = 2000 N[/tex3]
[tex3]P= Fv =2000 \cdot 20 = 40000 W = 40 kW[/tex3]

[retlaw]

Ou Lucas me explica o que você usou, comecei estudar Física agora tô meio perdido, foi impulso e quantidade de movimento?

[aleixoreis]

retlaw:

Imagino o seguinte:
O trem move-se a [tex3]20m/s[/tex3] quando começa a receber uma carga de chuva constante de [tex3]100kg/s[/tex3]. A massa de água aumenta a massa do trem em [tex3]100kg[/tex3] e por isso a força de atrito cresce, assim sendo pelo Teorema do Impulso:
[tex3]F_{at}\times t=Q_{final}-Q_{inicial}\rightarrow F_{at}\times 1=(m+100)\times 20-m\times 20\rightarrow F_{at}=2000N[/tex3]
A potência adicionada ao trem para manter a velocidade: [tex3]P=F\times v\rightarrow P=2000\times 20=40000W[/tex3]

O Teorema do Trabalho Total ou da Energia Cinética que vc tentou usar não se aplica a sistemas de massa variável.

Penso que é isso.
[ ]'s.