UFU 2024-2 — questão 18 de Física

Gabarito AEnergia — potência e a definição do cavalo-vaporProcesso Seletivo 2024-2 · 1ª fase · Prova Objetiva · Tipo 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 18 de Física do UFU 2024-2

Enunciado em texto

A unidade cavalo-vapor (cv) foi criada por James Watt, que aperfeiçoou a máquina a vapor, bastante empregada na Revolução Industrial. Para calcular o esforço de quantos cavalos correspondia à máquina por ele criada, Watt avaliou que um animal conseguia erguer em 1 segundo uma carga de 75 Kgf à altura de 1 metro. Qual a correspondência aproximada em Watts (W) da potência do cavalo, à qual o inventor atribuiu o valor de 1 cv?

[Quadro: 1 Kgf = 9,8 N]

A) 735 W

B) 980 W

C) 75 W

D) 98 W

(Enunciado: Processo Seletivo UFU 2024-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).

Resolução comentada

O que a questão pede: converter para watts a potência de quem ergue 75 kgf a 1 m de altura em 1 s.

Passo 1 — a força em newtons. O quilograma-força é o peso de 1 kg; o quadro diz quanto ele vale:

F=75⋅9,8=735 NF = 75 \cdot 9{,}8 = 735\ \text{N}

Passo 2 — o trabalho para erguer a carga. Erguer devagar, com velocidade constante, exige uma força igual ao peso; o trabalho é força vezes deslocamento:

W=F h=735⋅1=735 JW = F\,h = 735 \cdot 1 = 735\ \text{J}

Passo 3 — a potência. Potência é trabalho por tempo:

P=WΔt=735 J1 sP = \frac{W}{\Delta t} = \frac{735\ \text{J}}{1\ \text{s}}

P=735 WP = 735\ \text{W}

Conferindo: é o valor usado até hoje: 1 cv ≈ 735 W (o “horse-power” britânico, um pouco diferente, vale cerca de 746 W).

⚠️ A armadilha: esquecer de converter kgf em newtons e responder 75 W (alternativa C): o 75 está em quilograma-força, não em newtons. O fator de conversão está no quadro, e é só multiplicar 75 por 9,8. As alternativas B e D (980 W e 98 W) são só múltiplos de 9,8 que não correspondem a 75 kgf.

A ideia em uma frase: potência é trabalho por tempo: 75 kgf (735 N) erguidos 1 m em 1 s dão 735 W, que é 1 cv.

Resposta: alternativa A (735 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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