Mecânica II · Episódio 2

Quinze minutos de chuveiro custam mais que a geladeira o mês inteiro

Potência, quilowatt-hora e rendimento

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 21 / 17

O caso

Barras mensais: banho 41,25 kWh contra geladeira 25,2 kWh

chuveiro 5 500 W · 15 min/dia · 30 dias → 41,25 kWh
geladeira de 1 porta, 24 h/dia → 25,2 kWh
geladeira de 2 portas → 48,2 kWh
o banho vence: pouco tempo, muita pressa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 22 / 17

O caso

chuveiro 5 500 W · 15 min/dia · 30 dias → 41,25 kWh
geladeira de 1 porta, 24 h/dia → 25,2 kWh
geladeira de 2 portas → 48,2 kWh
o banho vence: pouco tempo, muita pressa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 22 / 17

O caso

chuveiro 5 500 W · 15 min/dia · 30 dias → 41,25 kWh
geladeira de 1 porta, 24 h/dia → 25,2 kWh
geladeira de 2 portas → 48,2 kWh
o banho vence: pouco tempo, muita pressa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 22 / 17

O caso

chuveiro 5 500 W · 15 min/dia · 30 dias → 41,25 kWh
geladeira de 1 porta, 24 h/dia → 25,2 kWh
geladeira de 2 portas → 48,2 kWh
o banho vence: pouco tempo, muita pressa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 22 / 17

Pergunta do episódio

Como 15 minutos por dia pesam mais que 24 horas?

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 23 / 17

Conceito 1 — Potência

Mesma caixa erguida em 2 s e em 20 s: 500 W contra 50 W

Escala de potências do LED ao motor de 100 cv

unidade: watt

mede pressa, não força
1 kW: 1 000 W · 1 cv: cerca de 735 W

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 24 / 17

Exemplo resolvido — o elevador de obra

500 kg de tijolos sobem 10 m em 20 s, velocidade constante ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

isto é, 2,5 kW

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 25 / 17

Exemplo resolvido — o elevador de obra

500 kg de tijolos sobem 10 m em 20 s, velocidade constante ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

isto é, 2,5 kW

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 25 / 17

Exemplo resolvido — o elevador de obra

500 kg de tijolos sobem 10 m em 20 s, velocidade constante ()

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

isto é, 2,5 kW

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 25 / 17

Conceito 2 — Quilowatt-hora

Retângulo de 5,5 kW por 0,25 h sob a curva de potência

kW vezes hora: kWh

kWh é energia · "kW/h" não existe

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 26 / 17

Exemplo resolvido — o banho do caso

Chuveiro de 5 500 W, 15 min por dia, 30 dias (: um banho)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 27 / 17

Exemplo resolvido — o banho do caso

Chuveiro de 5 500 W, 15 min por dia, 30 dias (: um banho)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 27 / 17

Exemplo resolvido — o banho do caso

Chuveiro de 5 500 W, 15 min por dia, 30 dias (: um banho)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 27 / 17

Conceito 3 — Alto contra comprido

Pico estreito do banho contra faixa baixa da geladeira ao longo do dia

conta de luz compara áreas, não alturas
geladeira: compressor liga e desliga → potência média
custo: kWh vezes a tarifa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 28 / 17

Conceito 3 — Alto contra comprido

conta de luz compara áreas, não alturas
geladeira: compressor liga e desliga → potência média
custo: kWh vezes a tarifa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 28 / 17

Conceito 3 — Alto contra comprido

conta de luz compara áreas, não alturas
geladeira: compressor liga e desliga → potência média
custo: kWh vezes a tarifa

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 28 / 17

Exemplo resolvido — a geladeira

25,2 kWh no mês (720 h) · tarifa de exemplo: 0,80 real/kWh

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

: potência média, 35 W

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 29 / 17

Exemplo resolvido — a geladeira

25,2 kWh no mês (720 h) · tarifa de exemplo: 0,80 real/kWh

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

: potência média, 35 W

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 29 / 17

Exemplo resolvido — a geladeira

25,2 kWh no mês (720 h) · tarifa de exemplo: 0,80 real/kWh

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

: potência média, 35 W

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 29 / 17

Conceito 4 — Potência de uma força

Carro a 30 m/s com tração e resistência de 2 000 N

força na direção do movimento:

potência fixa: menos velocidade, mais força
é a troca da marcha reduzida

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 210 / 17

Exemplo resolvido — o carro na estrada

Cadeia: 108 km/h, 30 m/s, 60 kW, cerca de 82 cv

108 km/h constantes · resistência total de 2 000 N

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

60 kW, cerca de 82 cv

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 211 / 17

Exemplo resolvido — o carro na estrada

108 km/h constantes · resistência total de 2 000 N

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

60 kW, cerca de 82 cv

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 211 / 17

Exemplo resolvido — o carro na estrada

108 km/h constantes · resistência total de 2 000 N

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

60 kW, cerca de 82 cv

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 211 / 17

Conceito 5 — Rendimento

100 kW entram no motor: 30 kW nas rodas, 70 kW em calor

entre 0 e 100%, nunca acima
dissipada: total menos útil → quase sempre calor

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 212 / 17

Exemplo resolvido — o motor

Entram 100 kW do combustível · saem 30 kW nas rodas

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

os 70 kW viram calor

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 213 / 17

Exemplo resolvido — o motor

Entram 100 kW do combustível · saem 30 kW nas rodas

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

os 70 kW viram calor

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 213 / 17

Exemplo resolvido — o motor

Entram 100 kW do combustível · saem 30 kW nas rodas

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

os 70 kW viram calor

Professor Canário · Mecânica II · Episódio 213 / 17

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