Durante um rapel em ambiente natural, uma pessoa de massa 72 kg desce com velocidade constante v = 0,60 m/s…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um rapel em ambiente natural, uma pessoa de massa 72 kg desce com velocidade constante v = 0,60 m/s por uma altura total h = 15 m, controlada por um dispositivo de atrito. Considerando g = 10 m/s², calcule a potência média dissipada pelo dispositivo e explique as implicações dessa potência para a segurança e o aquecimento do equipamento.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: Energia potencial total dissipada = m g h = 72·10·15 = 10 800 J. Tempo de descida t = h/v = 15/0,60 = 25 s. Potência média P = energia/t = 10800/25 = 432 W (P = m g v = 72·10·0,60 = 432 W). Implicações: o dispositivo deve suportar dissipação contínua =432 W sem falha; calor gerado pode elevar temperatura do freno e da corda, exigindo materiais com alta resistência térmica e procedimentos (pausas, troca de mão, luvas). Para segurança, projetar margem de segurança (ex.: dispositivo com capacidade =2×P), inspeção e resfriamento; minimizar impacto ambiental evitando deixar equipamentos aquecidos em contato com vegetação (risco de incêndio).
Explicação
A potência média dissipada é calculada pela relação entre a energia dissipada e o tempo de descida, resultando em 432 W. Essa potência indica a quantidade de calor gerada, que pode afetar a segurança do equipamento e a necessidade de materiais resistentes ao calor. Além disso, medidas de segurança, como inspeções e pausas, são essenciais para evitar falhas e riscos de incêndio.
Raio-X da questão
potência média em rapel
avaliacao
potência e trabalho · forças em movimento
Revisar conceitos de potência e trabalho em física.
O aluno pode confundir a potência dissipada com a potência total, não considerando que a potência dissipada é a que é transformada em calor pelo atrito.
saude
pensamento_critico
cientifico
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