De acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída, podendo apenas ser transformada de uma forma em outra. Baseado nesse princípio, algumas equipes de fórmula l usaram, durante a temporada de 2009, um Sistema de Recuperação da Energia Cinética (em inglês KERS) que proporcionava uma potência extra ao carro de cerca de 80CV durante 6 segundos, melhorando assim as ultrapassagens. Essa energia era acumulada durante as frenagens usando parte da energia cinética do carro, que seria dissipada pelos freios em forma de calor.
Se toda a energia acumulada pelo KERS pudesse ser integralmente utilizada por um elevador para erguer uma carga total de 1000kg, qual seria, aproximadamente, a altura máxima atingida por esse elevador, desprezando-se todos os atritos envolvidos?

Dados: 1 CV = 735W
g = 10m/s²

Question

De acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída, podendo apenas ser transformada de uma forma em outra. Baseado nesse princípio, algumas equipes de fórmula l usaram, durante a temporada de 2009, um Sistema de Recuperação da Energia Cinética (em inglês KERS) que proporcionava uma potência extra ao carro de cerca de 80CV durante 6 segundos, melhorando assim as ultrapassagens. Essa energia era acumulada durante as frenagens usando parte da energia cinética do carro, que seria dissipada pelos freios em forma de calor.
Se toda a energia acumulada pelo KERS pudesse ser integralmente utilizada por um elevador para erguer uma carga total de 1000kg, qual seria, aproximadamente, a altura máxima atingida por esse elevador, desprezando-se todos os atritos envolvidos?

Dados: 1 CV = 735W
            g  = 10m/s² Alternativa A: 20m Ou Alternativa B: 25m Ou Alternativa C: 30m Ou Alternativa D: 35m Ou Alternativa E: 40m

Qconcursos · Accepted Answer

Alternativa [D] 35m Alternativa correta: D - 35m

A questão aborda o tema da conservação de energia, especificamente a transformação da energia cinética em energia potencial gravitacional. Este conceito é central na Física, particularmente em aplicações práticas como o KERS (Sistema de Recuperação de Energia Cinética) utilizado em carros de Fórmula 1.

Resumo teórico: A conservação de energia afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. No contexto do KERS, a energia cinética que seria perdida pelas frenagens é convertida e armazenada para uso posterior. Quando mencionamos elevar uma carga com esta energia, estamos convertendo energia cinética em energia potencial gravitacional.

Cálculo para encontrar a altura máxima:

Primeiro, calculamos a energia fornecida pelo KERS. A potência extra é de 80 CV, e sabemos que 1 CV = 735 W. Portanto, a potência em watts é 80 CV × 735 W/CV = 58800 W.
  Durante 6 segundos, a energia total acumulada é: Energia = Potência × Tempo = 58800 W × 6 s = 352800 J (joules).
  Utilizando a fórmula da energia potencial gravitacional (Ep = mgh) para determinar a altura, onde m é a massa (1000 kg), g é a aceleração da gravidade (10 m/s²), e h é a altura:
  352800 J = 1000 kg × 10 m/s² × h
  Resolvendo para h, obtemos h = 352800 J ÷ (1000 kg × 10 m/s²) = 35,28 m.

Assim, a altura máxima, arredondando, é aproximadamente 35 m, o que nos leva à alternativa D.

Análise das alternativas incorretas:

A - 20m: Consideravelmente abaixo do valor calculado, indicando subestimação da energia acumulada.
  B - 25m: Novamente, uma subestimação que não leva em conta a totalidade da energia disponível.
  C - 30m: Embora próxima, ainda inferior ao cálculo correto.
  E - 40m: Excede a altura calculada, apresentando uma superestimação.

Estratégias para interpretação: Ao lidar com questões de Física, especialmente envolvendo conservação de energia, é crucial entender as unidades e como elas se interrelacionam em fórmulas. Convertendo corretamente potências e utilizando dados fornecidos com precisão, você evitará erros comuns.

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