Gabarito disponível
As bicicletas elétricas estão cada vez mais comuns nas cidades brasileiras.
Suponha que uma bicicleta elétrica de massa igual a 30 kg, sendo conduzida por um ciclista de massa igual a 70 kg consiga, partindo do repouso, atingir a velocidade de 72 km/h em 10 s.
Obs.: Considere que:
1 – o ciclista não usou sua força muscular,
2 – a variação da velocidade se deve apenas ao trabalho realizado pelo motor elétrico.
Dentre as alternativas abaixo, qual o menor valor de potência média, em watts, que o motor elétrico dessa bicicleta deve fornecer para que esses valores sejam possíveis?
Suponha que uma bicicleta elétrica de massa igual a 30 kg, sendo conduzida por um ciclista de massa igual a 70 kg consiga, partindo do repouso, atingir a velocidade de 72 km/h em 10 s.
Obs.: Considere que:
1 – o ciclista não usou sua força muscular,
2 – a variação da velocidade se deve apenas ao trabalho realizado pelo motor elétrico.
Dentre as alternativas abaixo, qual o menor valor de potência média, em watts, que o motor elétrico dessa bicicleta deve fornecer para que esses valores sejam possíveis?
Resolução comentada
Potência média = variação da energia cinética ÷ tempo.
A massa total é 100 kg e 72 km/h = 20 m/s. A energia cinética final é Ec = ½·100·20² = 20000 J. Como todo o ganho vem do motor, P = 20000/10 = 2000 W.
Análise das alternativas
A) 500 W e B) 1000 W são menores que o mínimo necessário. D) 4000 W seria o dobro do necessário, e a questão pede o menor valor possível.
Referência: Teorema trabalho-energia cinética; potência média P = τ/Δt.
Resolução comentada do VaiConcursos.