O quadro contém as especificações técnicas de um forno de micro-ondas, em que é possível distinguir entre a potência consumida pelo eletrodoméstico quando ligado em uma rede elétrica sob determinadas condições de tensão elétrica e frequência e a máxima potência fornecida
aos alimentos nele aquecidos. Também distinguem-se a frequência de micro-ondas, à qual o alimento é submetido, e a frequência da rede elétrica.
Utiliza-se esse equipamento para descongelar um alimento durante 15 minutos, em potência máxima. Durante o descongelamento, a frequência da onda eletromagnética que aquece o alimento e a quantidade aproximada de energia fornecida para aquecê-lo são, respectivamente,
O custo de implantação de redes de transmissão aumenta linearmente com a distância da hidroelétrica, de modo que a partir de uma certa distância, o uso de energia solar fotovoltaica,que não depende da distância, é favorecido. Assim, em regiões isoladas da Amazônia, como é muito caro levar energia elétrica produzida por hidroelétricas através de redes de transmissão,o uso da energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa viável.
Dessa forma, o gráfico que representa qualitativamente os custos do uso de energia solar fotovoltaica (ESF) e da implantação de redes de transmissão (RT) em função da distância é
Analisando a ficha técnica de um automóvel popular, verificam-se algumas características em relação ao seu desempenho. Considerando o mesmo automóvel em duas versões, uma delas funcionando a álcool e outra, a gasolina, tem-se os dados apresentados no quadro, em relação ao desempenho de cada motor.
Considerando desprezível a resistência do ar, qual versão apresenta a maior potência?
Um agricultor deseja utilizar um motor para bombear água (ρ água = 1 kg L−1) de um rio até um reservatório onde existe um desnível de 30 m de altura entre o rio e o reservatório, como representado na figura. Ele necessita de uma vazão constante de 3 600 litros de água por hora. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m s−2.
Considerando a situação apresentada e desprezando efeitos de perdas mecânicas e elétricas, qual deve ser a potência mínima do motor para realizar a operação?
Uma das formas de se obter energia elétrica é usar uma lente convergente circular para concentrar os raios de sol em um único ponto, aquecendo um dispositivo localizado nesse ponto a uma temperatura elevada. Com a transformação da energia luminosa em energia térmica, pode ser criado vapor-d’água que moverá uma turbina e gerará energia elétrica. Para projetar um sistema de geração de energia elétrica, a fim de alimentar um chuveiro elétrico de 2 000 W de potência, sabe-se que,
neste local, a energia recebida do Sol é 1 000 
Esse sistema apresenta taxa de eficiência de conversão em energia elétrica de 50% da energia solar incidente. Considere 
Qual deve ser, em metro, o raio da lente para que esse sistema satisfaça aos requisitos do projeto?
Numa feira de ciências, um estudante utilizará o disco de Maxwell (ioiô) para demonstrar o princípio da conservação da energia. A apresentação consistirá em duas etapas:
Etapa 1 - a explicação de que, à medida que o disco desce, parte de sua energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética de translação e energia cinética de rotação;
Etapa 2 - o cálculo da energia cinética de rotação do disco no ponto mais baixo de sua trajetória, supondo o sistema conservativo.
Ao preparar a segunda etapa, ele considera a aceleração da gravidade igual a 10 m s−2 e a velocidade linear do centro de massa do disco desprezível em comparação com a velocidade angular. Em seguida, mede a altura do topo do disco em relação ao chão no ponto mais baixo de sua trajetória, obtendo 
da altura da haste do brinquedo.
As especificações de tamanho do brinquedo, isto é, de comprimento (C), largura (L) e altura (A), assim como da massa de seu disco de metal, foram encontradas pelo estudante no recorte de manual ilustrado a seguir.
O resultado do cálculo da etapa 2, em joule, é:
As redes de alta tensão para transmissão de energia elétrica geram campo magnético variável o suficientepara induzir corrente elétrica no arame das cercas. Tanto os animais quanto os funcionários das propriedades rurais ou das concessionárias de energia devem ter muito cuidado ao se aproximarem de uma cerca quando esta estiver próxima a uma rede de alta tensão, pois, se tocarem no arame da cerca, poderão sofrer choque elétrico.
Para minimizar este tipo de problema, deve-se:
Para que se faça a reciclagem das latas de alumínio são necessárias algumas ações, dentre elas:
1) recolher as latas e separá-las de outros materiais diferentes do alumínio por catação;
2) colocar as latas em uma máquina que separa as mais leves das mais pesadas por meio de um intenso jato de ar;
3) retirar, por ação magnética, os objetos restantes que contêm ferro em sua composição.
As ações indicadas possuem em comum o fato de
A figura mostra o funcionamento de uma estação híbrida de geração de eletricidade movida a energia eólica e biogás. Essa estação possibilita que a energia gerada no parque eólico seja armazenada na forma de gás hidrogênio, usado no fornecimento de energia para a rede elétrica comum e para abastecer células a combustível.
Mesmo com ausência de ventos por curtos períodos, essa estação continua abastecendo a cidade onde está instalada, pois o(a)
As especificações de um chuveiro elétrico são: potência de 4 000 W, consumo máximo mensal de 21 ,6 kWh e vazão máxima de 3 L/min. Em um mês, durante os banhos, esse chuveiro foi usado com vazão máxima, consumindo o valor máximo de energia especificado. O calor específico da água é de 4 200 J/(kg °C) e sua densidade é igual a 1 kg/L.
A variação da temperatura da água usada nesses banhos foi mais próxima de
Todo ano, cresce a demanda mundial de energia com o aumento das populações e do consumo. É cada vez mais necessário buscar fontes alternativas que não degradem os recursos do planeta nem comprometam a sobrevivência das espécies. Ainda há muito o que se descobrir sobre o uso eficiente de recursos energéticos provenientes de fontes renováveis, mas elas estão mais próximas do que parece da adoção em larga escala.
BARBOSA, M. A sustentabilidade da energia renovável. Superinteressante, n, 102, 1996
Os recursos energéticos do tipo citado são provenientes de
A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14 000 MW de potência total
instalada, apresenta uma queda de 118,4 m e vazão nominal de 690 m³/s por unidade geradora. O cálculo da potência teórica leva em conta a
altura da massa de água represada pela barragem, a gravidade local (10 m/s²) e a densidade da água (1 000 kg/m³). A diferença entre a potência
teórica e a instalada é a potência não aproveitada.
Disponível em: www.itaipu.gov.br. Acesso em: 11 maio 2013 (adaptado).
Qual é a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu?
Para reciclar um motor de potência elétrica igual a 200 W, um estudante construiu um elevador e verificou que ele foi capaz de erguer uma massa de 80 kg a uma altura de 3 metros durante 1 minuto. Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s2
Qual a eficiência aproximada do sistema para realizar tal tarefa?
Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a
energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro
contém um painel fotovoltaico que converte a energia
do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta
um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai
Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no
Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009,
uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido
uma velocidade média acima de 100 km/h.
Considere uma região plana onde a insolação
(energia solar por unidade de tempo e de área que chega
à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro
solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma
que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de
9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que
esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a
velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
Uma análise criteriosa do desempenho de Usain
Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos
mostrou que, apesar de ser o último dos corredores
a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros
30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde
mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se
colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando
sua potência durante a aceleração, o momento mais
importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia
atingido a velocidade máxima de 12 m/s.
Disponível em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado).
Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg,
o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é
mais próximo de:
