EEAR 2020 (CFS 2) — questão 90 de Física
Enunciado em texto
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?
a) 500
b) 1000
c) 2000
d) 4000
(Enunciado: Exame de Admissão ao CFS 2/2020 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: a potência média mínima do motor para levar bicicleta e ciclista de 0 a 72 km/h em 10 s.
Passo 1 — a velocidade em m/s: 72 km/h ÷ 3,6 = 20 m/s. A massa que o motor acelera é a de tudo: 30 + 70 = 100 kg.
Passo 2 — o trabalho do motor (teorema da energia cinética). Todo o ganho de velocidade vem do motor:
Passo 3 — a potência média:
É o mínimo: na prática há perdas (atrito, ar), e o motor teria de fornecer ainda mais.
⚠️ A armadilha: esquecer o 1/2 da energia cinética: W, a alternativa D. Outra: usar só a massa da bicicleta (30 kg), esquecendo que o motor também carrega o ciclista.
A ideia em uma frase: a potência média é a energia cinética ganha dividida pelo tempo, contando toda a massa que foi acelerada.
Resposta: alternativa C (2000 W).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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