{"id":122138,"date":"2024-07-30T18:00:00","date_gmt":"2024-07-30T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=122138"},"modified":"2024-08-05T16:18:09","modified_gmt":"2024-08-05T19:18:09","slug":"potencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/","title":{"rendered":"Pot\u00eancia: conceito, trabalho e energia\u00a0"},"content":{"rendered":"<p>O conceito de pot&ecirc;ncia foi importante para diversas &aacute;reas do conhecimento e desenvolvimento tecnol&oacute;gico, como a eletricidade, funcionamento de chuveiros, m&aacute;quinas industriais, ferramentas de trabalho cotidiano, eletrodom&eacute;sticos, eletroport&aacute;teis, carros, avi&otilde;es e diversos outros equipamentos &uacute;teis para a sociedade atual.&nbsp;<p>Neste artigo, aprenda mais sobre a concep&ccedil;&atilde;o f&iacute;sica de pot&ecirc;ncia, defini&ccedil;&atilde;o, f&oacute;rmulas e aplica&ccedil;&otilde;es. Veja ainda, a execu&ccedil;&atilde;o pr&aacute;tica deste estudo no cotidiano, com exemplos e tamb&eacute;m quest&otilde;es de vestibulares que abordam o tema, comentadas e resolvidas. Confira!<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Conceito\" >Conceito<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Potencia-instantanea\" >Pot&ecirc;ncia instant&acirc;nea<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Potencia-media\" >Pot&ecirc;ncia m&eacute;dia<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Potencia-e-rendimento\" >Pot&ecirc;ncia e rendimento<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Aplicacoes-do-conceito-de-potencia\" >Aplica&ccedil;&otilde;es do conceito de pot&ecirc;ncia<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Questoes-de-vestibulares-sobre-potencia\" >Quest&otilde;es de vestibulares sobre pot&ecirc;ncia&nbsp;<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/potencia\/#Estude-mais-com-a-Coruja\" >Estude mais com a Coruja!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-conceito\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conceito\"><\/span>Conceito<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A pot&ecirc;ncia &eacute; uma grandeza f&iacute;sica que mensura a varia&ccedil;&atilde;o de energia dentro de um aparelho ou m&aacute;quina, de forma que indica o consumo de energia em uma unidade de tempo para realizar uma determinada tarefa.<\/p><p>Quanto mais potente &eacute; um aparelho, menor o tempo que ele gasta para realizar uma fun&ccedil;&atilde;o, por exemplo: em uma estrada de 5 km que tenha 30&ordm; de inclina&ccedil;&atilde;o em rela&ccedil;&atilde;o ao solo, um carro de motor mais potente poder&aacute; subir em uma velocidade de 50 km\/h, em 6 minutos.&nbsp;<\/p><p>J&aacute; um outro ve&iacute;culo, com motor de pot&ecirc;ncia inferior, gasta mais energia para fazer o mesmo percurso e anda, como exemplo, a 25 km\/h, gastando o dobro do tempo (12 minutos).<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-formula-de-potencia-nbsp\">F&oacute;rmula de pot&ecirc;ncia&nbsp;<\/h3><p>Para calcular a pot&ecirc;ncia (P) de uma m&aacute;quina, &eacute; necess&aacute;rio observar o trabalho realizado por ela e considerar quanto tempo ela levou para conclu&iacute;-lo. Considere que, na f&iacute;sica, trabalho &eacute; a grandeza que dimensiona a transfer&ecirc;ncia de energia em um corpo, a partir da a&ccedil;&atilde;o de uma for&ccedil;a.&nbsp;<\/p><p>O valor do trabalho (&#120649;) indica, simplificadamente, quanta energia &eacute; aplicada para realizar uma a&ccedil;&atilde;o espec&iacute;fica. A partir disso, a f&oacute;rmula que define o conceito de pot&ecirc;ncia &eacute;:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">P = &Delta;&#120649; \/ &Delta;t<\/p><p class=\"has-text-align-center\">P &eacute; a pot&ecirc;ncia<br>&Delta;&#120649; considera a varia&ccedil;&atilde;o do trabalho<br>&Delta;t &eacute; a varia&ccedil;&atilde;o do tempo, entre o in&iacute;cio e fim da atividade<\/p><p>Nos estudos da f&iacute;sica, a unidade padronizada segue os princ&iacute;pios propostos pelo Sistema Internacional de Unidades (S.I.). Para a pot&ecirc;ncia, as grandezas relacionadas em sua f&oacute;rmula s&atilde;o trabalho (medido em Joules, J) e o tempo (descrito em segundos,s).&nbsp;<\/p><p>Ent&atilde;o, a unidade padr&atilde;o da pot&ecirc;ncia equivale &agrave; Joules por segundo (J\/s), que, conforme o S.I. pode ser descrito como Watts (W), de forma que W = J\/s.&nbsp;<\/p><p>Essa f&oacute;rmula de pot&ecirc;ncia &eacute; gen&eacute;rica, mas dentro de cada &aacute;rea da f&iacute;sica existe uma f&oacute;rmula espec&iacute;fica para calcular a pot&ecirc;ncia naquele nicho. Por exemplo, a pot&ecirc;ncia el&eacute;trica pode ter uma f&oacute;rmula simplificada, por considerar as varia&ccedil;&otilde;es matem&aacute;ticas do trabalho el&eacute;trico, corrente el&eacute;trica e outras grandezas f&iacute;sicas pr&oacute;prias dessa &aacute;rea do conhecimento. Assim como a pot&ecirc;ncia termodin&acirc;mica, que leva em conta as particularidades da transfer&ecirc;ncia de calor para a constru&ccedil;&atilde;o da f&oacute;rmula e assim sucessivamente.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-potencia-instantanea\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Potencia-instantanea\"><\/span>Pot&ecirc;ncia instant&acirc;nea<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>O estudo instant&acirc;neo de um fen&ocirc;meno f&iacute;sico diz respeito &agrave;quilo que acontece em um pequeno instante, em que o espa&ccedil;o de tempo &eacute; t&atilde;o curto que &eacute; considerado desprez&iacute;vel nos c&aacute;lculos, porque &eacute; muito pr&oacute;ximo de 0.<\/p><p>No caso da pot&ecirc;ncia instant&acirc;nea, diz respeito a considerar uma m&aacute;quina em um instante x de seu funcionamento e calcular a pot&ecirc;ncia que ela apresenta naquele min&uacute;sculo intervalo de tempo. Nesse caso, o &Delta;t tende ao n&uacute;mero 0.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-potencia-media\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Potencia-media\"><\/span>Pot&ecirc;ncia m&eacute;dia<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A pot&ecirc;ncia m&eacute;dia (P<sub>m<\/sub>) de uma m&aacute;quina considera todos os valores de pot&ecirc;ncia que esse equipamento adquiriu durante uma atividade e faz uma m&eacute;dia em rela&ccedil;&atilde;o ao tempo gasto. A f&oacute;rmula utilizada para o c&aacute;lculo da P<sub>m<\/sub> &eacute;:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">P<sub>m<\/sub> = &#120649;\/t<\/p><p class=\"has-text-align-center\">P<sub>m<\/sub>= pot&ecirc;ncia m&eacute;dia<br>&#120649; = trabalho&nbsp;<br>t = tempo<\/p><p>Por exemplo, um dispositivo A apresenta durante um trabalho de 30 segundos uma pot&ecirc;ncia de 1000W durante os primeiros 15 segundos e, nos 15 segundos finais, admite pot&ecirc;ncia de 2000 W: a pot&ecirc;ncia m&eacute;dia foi de 1500W.<\/p><p>Isso significa que, se um equipamento B de pot&ecirc;ncia constante 1500W iniciar o trabalho no mesmo tempo que A, obteremos o mesmo tempo de funcionamento, porque suas pot&ecirc;ncias m&eacute;dias ser&atilde;o iguais.&nbsp;<\/p><p>Essa rela&ccedil;&atilde;o entre pot&ecirc;ncia, velocidade e tempo tamb&eacute;m pode ser mensurada com a f&oacute;rmula:<\/p><p class=\"has-text-align-center\">P = F. V<sub>m<\/sub><\/p><p class=\"has-text-align-center\">P = pot&ecirc;ncia&nbsp;<br>F = for&ccedil;a resultante sobre o corpo (em Newton)<br>V<sub>m<\/sub> = velocidade m&eacute;dia da a&ccedil;&atilde;o (em metros por segundo)<\/p><p>Veja como as grandezas for&ccedil;a e <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/velocidade-escalar\/\" target=\"_blank\">velocidade <\/a>s&atilde;o diretamente proporcionais &agrave; pot&ecirc;ncia da m&aacute;quina. Quanto mais r&aacute;pido o funcionamento, maior a pot&ecirc;ncia, assim como, quanto maior a for&ccedil;a desempenhada, maior a pot&ecirc;ncia. E o contr&aacute;rio tamb&eacute;m &eacute; verdadeiro, quando uma m&aacute;quina n&atilde;o tem muita for&ccedil;a vetorial para concluir seu trabalho, seu motor &eacute; menos potente.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-potencia-e-rendimento\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Potencia-e-rendimento\"><\/span>Pot&ecirc;ncia e rendimento<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Um fato importante sobre as m&aacute;quinas da f&iacute;sica &eacute; que, embora exista um valor te&oacute;rico de pot&ecirc;ncia e funcionamento, na pr&aacute;tica, h&aacute; sempre uma dissipa&ccedil;&atilde;o de energia durante a atividade de um equipamento.&nbsp;<\/p><p>Por isso h&aacute; uma diferencia&ccedil;&atilde;o entre o que &eacute; pot&ecirc;ncia total do aparelho (P<sub>t<\/sub>), aquilo que o aparelho pode entregar, e a pot&ecirc;ncia &uacute;til (P<sub>u<\/sub>) que considera a energia que realmente pode ser utilizada, depois das dissipa&ccedil;&otilde;es.&nbsp;<\/p><p>A raz&atilde;o entre a pot&ecirc;ncia &uacute;til e a pot&ecirc;ncia total de um dispositivo indica o seu rendimento (&eta;), ou seja, quanto de sua pot&ecirc;ncia total o aparelho consegue entregar em forma de pot&ecirc;ncia &uacute;til. Quanto maior o valor dessa raz&atilde;o, mais pr&oacute;ximo de 1 e, consequentemente, mais rendimento h&aacute; no equipamento. Por outro lado, quando a divis&atilde;o tem valor baixo e pr&oacute;ximo de 0, o rendimento &eacute; baixo, e pouca parte da energia realmente &eacute; aproveitada.<\/p><p class=\"has-text-align-center\">&eta; = P<sub>u<\/sub>\/P<sub>t<\/sub><\/p><p class=\"has-text-align-center\">&eta; = rendimento, calculado de 0 a 1, pode ser descrito em porcentagem (exemplo, &eta; = 0,1 = 10%)<br>P<sub>u <\/sub>= pot&ecirc;ncia &uacute;til<br>P<sub>t <\/sub>= pot&ecirc;ncia &uacute;til<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-aplicacoes-do-conceito-de-potencia\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Aplicacoes-do-conceito-de-potencia\"><\/span>Aplica&ccedil;&otilde;es do conceito de pot&ecirc;ncia<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A vida como um todo depende do fluxo de energia qu&iacute;mica, biol&oacute;gica, f&iacute;sica, de todas as ordens poss&iacute;veis. Diante disso, o nosso pr&oacute;prio corpo aplica o conceito de pot&ecirc;ncia, na transmiss&atilde;o de c&eacute;lulas energia entre as c&eacute;lulas, no funcionamento dos &oacute;rg&atilde;os, em uma corrida, nas atividades f&iacute;sicas em geral.&nbsp;<\/p><p>Al&eacute;m disso, o cotidiano moderno do s&eacute;culo XXI proporciona que muitos dos equipamentos utilizados sejam baseados nesse conceito f&iacute;sico. Os eletroeletr&ocirc;nicos em geral, dependem de pot&ecirc;ncia el&eacute;trica para o funcionamento, como os computadores, televisores, telefones e at&eacute; mesmo lanternas &agrave; pilha.&nbsp;<\/p><p>Em uma casa, os eletrodom&eacute;sticos, como o microondas, transformam energia el&eacute;trica em energia t&eacute;rmica a partir dos estudos de pot&ecirc;ncia e termodin&acirc;mica. O funcionamento dos carros, motocicletas, caminh&otilde;es, &ocirc;nibus, avi&otilde;es, navios passam, de uma forma ou outra, pela conhecimento sobre pot&ecirc;ncia. Isso faz com que esse conhecimento seja muito relevante para um cidad&atilde;o da sociedade atual, para que esteja ciente de como a vida ao seu redor ocorre.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questoes-de-vestibulares-sobre-potencia-nbsp\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questoes-de-vestibulares-sobre-potencia\"><\/span>Quest&otilde;es de vestibulares sobre pot&ecirc;ncia&nbsp;<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>FAMECA &mdash; adaptado (2021)<\/p><p>A Nasa realizou, em 30.05.2020, algo in&eacute;dito: um lan&ccedil;amento a partir de solo norte-americano usando uma empresa privada. Os astronautas decolaram do Cabo Canaveral, na Fl&oacute;rida, no foguete Falcon 9, da SpaceX. Dezenove horas depois, chegaram &agrave; ISS (Esta&ccedil;&atilde;o Espacial Internacional), onde fizeram, com sucesso, a acoplagem da c&aacute;psula Crew Dragon. A ISS orbita a Terra a 408 km de altura, uma dist&acirc;ncia como entre Rio de Janeiro e S&atilde;o Paulo.<\/p><p>Antes de entrar na c&aacute;psula Crew Dragon, os astronautas t&ecirc;m que subir em um elevador que os transporta para o bra&ccedil;o de acesso &agrave; c&aacute;psula, localizado a 81 metros do solo.<\/p><p>Considere que o elevador que transporta os astronautas at&eacute; o bra&ccedil;o de acesso &agrave; c&aacute;psula Crew Dragon demore 7,5 s para fazer todo o trajeto, que a massa total do elevador, incluindo os astronautas, seja de 1500 kg e que g = 10 m\/s2 no local do lan&ccedil;amento. Nessas condi&ccedil;&otilde;es, a pot&ecirc;ncia m&eacute;dia &uacute;til, ou seja, aquela utilizada efetivamente para vencer a for&ccedil;a gravitacional terrestre, fornecida pelo elevador durante a subida ser&aacute; de&nbsp;<\/p><p><strong>A) <\/strong>243 kW.&nbsp;<br><strong>B) <\/strong>816 kW.<br><strong>C) <\/strong>81 kW.&nbsp;<br><strong>D) <\/strong>162 kW.&nbsp;<br><strong>E) <\/strong>150 kW.<\/p><p><strong>Resposta: <img decoding=\"async\" width=\"281\" height=\"130\" src=\"https:\/\/lh7-rt.googleusercontent.com\/docsz\/AD_4nXcD_Wax7wbnCXyKem3xTJiKi_FfXifiNLeKKMgUXzi740MH5uokD8o8qaRM1w5jmc4-yDmvcdImEUN282IDxLMbJGJL0g2ycI3Q9bBxaTCd-DnjkiyRNgMZeCmrOGQGTQOaSarpy7iTLFWIYbSUqUhJuqIg?key=8_bT6DDjm1s4WDDhgi2fnA\"><\/strong><\/p><p><strong>Alternativa correta: <\/strong>D.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-mais-com-a-coruja\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-mais-com-a-Coruja\"><\/span>Estude mais com a Coruja!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>O Estrat&eacute;gia Vestibulares &eacute; uma plataforma de estudo com milhares de quest&otilde;es de vestibulares respondidas de todo o Pa&iacute;s. 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