Capítulo 03. Potência Mecânica

1. Definição

Define-se potência mecânica como a grandeza escalar que indica a rapidez com que um dispositivo transfere ou transforma energia mecânica, através do trabalho de sua força.

No Sistema Internacional (SI), mede-se potência em joule por segundo, que recebe o nome de watt (W). Ou seja: W = J/s.

Por exemplo, se uma empilhadeira, no ato de levantar uma caixa, operar com potência mecânica de 500 W, isso significa que tal dispositivo estará transferindo à caixa 500 joules de energia mecânica a cada 1 segundo.

Existem outras unidades de potência, como as históricas HP (horse-power) e CV (cavalo-vapor), hoje em progressivo desuso. As relações dessas unidades com o watt são as seguintes: 1 HP = 746 W e 1 CV = 735 W.

 

2. Potência Média

Consideremos um dispositivo que realize, através de sua força aplicada, um trabalho num certo intervalo de tempo t. Esse trabalho representa a quota de energia mecânica (Em) que tal dispositivo transfere nesse tempo. Logo, a potência média (Potm) desse dispositivo é dada por:

 

Exercícios Resolvidos

01. Numa pista horizontal de provas, um carro de massa 800 kg consegue variar sua velocidade de 0 a 90 km/h, num prazo de 10 segundos. Desprezando dissipações, qual a potência média do motor desse carro nessa arrancada?

Resolução

A energia mecânica que o motor transfere ao carro, via trabalho, é a energia cinética adquirida no final da arrancada. Como 90 km/h = 25 m/s, temos:

Logo, a potência média do motor é dada por:

 

02. Uma empilhadeira ergue uma caixa de peso 4,0 kN, a partir do solo, até uma altura de 2,0 m em 16 segundos. Qual a sua potência média nesse levantamento?

Resolução

= Epg = P · H = 4,0 kN · 2,0m = 8,0 kJ

 

03. Deseja-se construir uma usina hidrelétrica aproveitando uma queda-d’água de altura H e vazão média Z. Adotando g para o valor da gravidade local e d para a densidade da água, qual a potência média máxima que se pode extrair dessa usina?

Resolução

A energia mecânica (máxima), que pode ser transformada em elétrica nessa usina, corresponde à energia potencial gravitacional que as águas podem ceder ao despencarem da altura H. Logo:

 

Como = Z (vazão), vem:


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