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18. O rendimento é uma grandeza adimensional (desprovida de unidade)? Justifique.

Resposta: O rendimento é o quociente de duas grandezas físicas de mesma espécie. Na divisão, as unidades se cancelam.

19. O rendimento de uma máquina é de 0,6 e o trabalho perdido é de 10 J. Qual é o trabalho útil dessa máquina?

Resposta: 15 J

20. Para acionar uma máquina são fornecidos 5 hp, dos quais 3 hp são perdidos de maneira irrecuperável. Determine o rendimento da máquina.

Resposta: 40%

21. Uma locomotiva se movimenta com velocidade de 144 km/h, num trecho retilíneo e horizontal de uma ferrovia. A potência elétrica recebida pela locomotiva é de 10.000 kW e o seu rendimento é de 80%. Determine:

a) a potência desenvolvida;

Resposta: 8 ∙ 106 W

b) a potência dissipada;

Resposta: 2 ∙ 106 W

c) a força desenvolvida.

Resposta: 2 ∙ 105 N

22. Numa casa a água é retirada de um poço de 8 m de profundidade com o auxílio de um motor de 4 kW. Determine o rendimento do motor se, para encher um reservatório de 50.000 L, são necessárias 2 horas. Dados: g = 10 m/s2 e dH20 = 1 g/cm3 = 1 kg/L

Resposta: 1,39%



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CAPÍTULO 11 - Energia mecânica

1. Tipos e fontes de energia

A lâmpada é um dos diversos tipos de aparelhos que necessitam de energia elétrica para funcionar. Um carro ou um navio não se deslocam sem a energia proveniente do combustível. Quanto ao carro, poderíamos até empurrá-lo e deslocá-lo, mas, mesmo assim, ele estaria utilizando a energia de nossos músculos, proveniente dos alimentos que consumimos.

O nosso corpo também necessita de energia para sobreviver. As plantas usam a energia solar para fazer a fotossíntese. Os insetos que se alimentam dessas plantas usam a energia química armazenada nas moléculas sintetizadas por elas.

LEGENDA: O movimento dos ventos, em condições especiais, gera os ciclones. Grande quantidade de energia é armazenada nesse fenômeno.

CRÉDITO: NASA/SSPL/Getty Images

LEGENDA: O corpo humano armazena energia dos alimentos para seu aquecimento e atividades diárias.

CRÉDITO: Photodisc/Getty Images

Por meio desses exemplos, nos damos conta de que tudo o que existe depende de algum tipo de energia. Apesar de ela estar presente em todo o Universo, desde as galáxias mais distantes até o menor dos átomos, é muito difícil encontrar uma explicação para o que seja energia. Percebemos que ela se manifesta de modos diferentes, como energia mecânica, calorífica, elétrica, química, magnética, radiante, nuclear.

O ser humano sempre procurou fontes de energia para suprir suas necessidades. Na Pré-História, a produção do fogo trouxe enormes ganhos em termos de sobrevivência e conforto: alimentação, calor, proteção e iluminação.

Com o passar do tempo, o modo de vida foi se sofisticando, exigindo outras fontes de energia para atender às necessidades de mais conforto e de maior consumo. Essa energia provém da natureza - da madeira das florestas, dos combustíveis fósseis, da luz e do calor do Sol, dos ventos e das marés, dos alimentos e nutrientes de vegetais e animais.



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A crescente necessidade de energia nos levou ao dilema que enfrentamos hoje: como obtê-la em grandes quantidades sem degradar o meio ambiente, sem poluir os rios e a atmosfera, sem produzir enormes quantidades de lixo e sem devastar as matas e as florestas, que causam a extinção da fauna e da flora?

Há um grupo de cientistas que defende que uma parte do aquecimento global tem sua origem na ação humana sobre a atmosfera terrestre, pela emissão contínua e crescente de gases de efeito estufa, decorrentes da queima de combustíveis fósseis pelas fábricas e pelos automóveis. Esses gases absorvem a energia solar, o que faz aumentar a temperatura do planeta, causando derretimento de geleiras e alterações atmosféricas severas.

CRÉDITO: Corel Stock Photo

LEGENDA DAS FOTOGRAFIAS: A energia que utilizamos diariamente provém da natureza. Tanto a obtenção quanto o uso dela podem provocar sérios riscos ao ambiente.

CRÉDITO: Delfim Martins/Pulsar

Então, como obter energia sem afetar drasticamente o meio ambiente?

A resposta encontrada está associada a uma característica muito importante da energia: ela pode ser continuamente transformada de uma modalidade para outra. Portanto, se conseguirmos fazer que as transformações causem o menor impacto possível no meio ambiente, estaremos contribuindo para que o planeta seja minimamente afetado pela ação humana.

Por isso, é fundamental obter energia de fontes capazes de se renovarem e se reciclarem, ou de fontes que causem o menor impacto possível na natureza. Felizmente elas existem e começam a ser cada vez mais exploradas.

Assim, as fontes de energia podem ser classificadas em não renováveis e renováveis. Essa classificação leva em conta a transformação ocorrida na natureza:

- Se a transformação for de longa duração, trata-se de energia do tipo não renovável. Combustíveis fósseis como petróleo, carvão e gás natural, além da energia nuclear proveniente do urânio e do tório, são exemplos desse tipo de energia.

- Se a transformação ocorrida na natureza for de curta duração, trata-se de uma energia do tipo renovável. São exemplos desse tipo a energia proveniente da biomassa, do Sol, dos ventos, a geotérmica, a marítima etc.

LEGENDA: A energia solar é captada pelas placas.

CRÉDITO: Alex Bartel/SPL/Latinstock

O fato é que todas essas energias dependem direta ou indiretamente do Sol. Os alimentos que consumimos e os combustíveis fósseis são reservas acumuladas de energia solar; as chuvas que enchem os rios devem-se à evaporação das águas dos oceanos e mares, ocorrida por causa do calor do Sol; o vento que move as pás de um moinho é consequência das variações de aquecimento solar nas regiões da Terra.

Seja qual for a forma assumida, a energia representa a capacidade de fazer algo acontecer ou funcionar. Podemos dizer que energia é a capacidade de realizar algum trabalho.

LEGENDA: A energia eólica é produzida pelo vento que move as pás.

CRÉDITO: Photodisc/Getty Images

LEGENDA: A energia química liberada pelos alimentos nutre os seres vivos.

CRÉDITO: Corel Stock Photo

Atenção professor: comente sobre a necessidade de termos hábitos alimentares saudáveis consumindo de forma equilibrada frutas, verduras, legumes, proteínas, grãos integrais, leite e derivados, óleos saudáveis e água. Essa prática é fundamental durante o nosso crescimento e deve ser mantida na vida adulta. Fim da observação.


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