Física 01 - Dinâmica III Potência e rendimento

1.0 Potência

A definição de trabalho não foi suficiente para descrever certos movimentos. Peguemos como exemplo um homem que está carregando uma caixa de 50 kg do térreo do seu condomínio para o 3º andar localizado à 10 m do solo. O homem realiza um trabalho de 500 J. Se o mesmo processo tivesse sido realizado pelo elevador, o trabalho seria exatamente o mesmo. Logicamente o elevador seria mais rápido, por isso viu-se a necessidade de se adicionar o tempo gasto no movimento. Logo, potência média = TRABALHO/INTERVALO DE TEMPO.

1.1 Relação entre potência e velocidade

Pot = T/Δt ==> Pot = F . d/Δt.  d/Δt = V, Logo P = F.V

1.2 Potência e energia

Como vimos nesse post, trabalho pode, também, ser dado pela diferença de energias. Assim Pm = ΔE/Δt

1KWh = 3,6 . 10^6 J (1 quilo watt hora é igual a 3,6 x 10 à 6ª Joules)

2.0 Rendimento

O conceito de rendimento está ligado diretamente aos conceitos de potência útil e potência total. Temos como notação a seguinte:

η = Pu/Pt, onde:  

η = rendimento;

Pu = potência útil e

Pt = potência total.

EXEMPLO: A figura ao lado representa uma situação em que um bloco C, de massa 40 kg, é elevado, com velocidade v = 3,0 m/s, por um motor elétrico que consome uma potência de 2000 W. Adote g = 10m/s² e despreze a resistência do ar. Calcule:

a) a potência útil do motor;

b) o rendimento do motor.

Resolvendo...

a) Pu = F . V ==> Pu = 400 . 3 ==> Pu = 1200 W

b) η = Pu/Pt ==> η = 1200/2000 ==> η = 0,6 ==> η = 60%

2.1 Observação

O rendimento de qualquer motor ou equipamento eletrônico nunca vai ser maior que 100% ou 1. Uma vez que há potência dissipada. Um exemplo é uma lâmpada que tenha, por exemplo, 100 w de potência total. Sua potência útil (luminosidade) gira em torno de 80 w, uma vez que há potência dissipada em forma de calor etc.

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