Dinâmica (Do ponto e dos sistemas)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

VII. Trabalho, Energia e Potência [parte 3]

17. Rendimento Mecânico e Máquinas

Trabalho motor (t_motor) - é o trabalho da força aplicada pelo operador (agente externo) sobre a máquina ou sistema.
Trabalho resistente (t_resistente) - é o trabalho da força resistente, aquele que a carga aplica na máquina.
Máquinas ideais - são aquelas teóricas para as quais tem-se: t_motor = t_resistente = t_útil.
Máquinas reais   - para tais tem-se t_resistente = t_útil + t_passivo ; t_útil é a parcela do trabalho resistente
                                realmente aproveitado e t_passivo é o trabalho 'perdido' pelas forças de atrito.
Rendimento ideal - h_ideal = t_útil/t_resistente = 1 ... (t_útil = t_resistente)
Rendimento real   - h_real   = t_útil/t_resistente = (t_resistente - t_passivo)/t_resistente = 1 - (t_passivo/t_resistente

18. Potência mecânica média de uma força

P_m = Dt/Dt    (sistema coerente de unidades)

19. Potência de uma força no instante t

P(t) = lim₍D_t=>0)P_m = lim₍D_t=>0)[Dt/Dt] = dt/dt

A potência de uma força é a derivada do trabalho realizado pela força, em relação ao tempo.

20. Relação entre potência de força constante e a velocidade

P_m = Dt/Dt = F.Ds.cosq/Dt = F.cosq.(Ds/Dt) = F.v_m.cosq

No limite, para Dt ==> 0, a v_m tende para a velocidade no instante t, logo, a potência e a velocidade instantânea relacionam-se por:

P = F.v.cosq

Se a força constante apresentar a direção do deslocamento, então, q = 0 rad, cosq = 1 e

P = F.v    (no instante t)

21. Unidades de potência

S.I.U. ==> watt (W) ==> 1 W = 1 J/ 1 s
C.G.S. ==> erg por segundo ==> erg/s
M.kgf.S ==> quilogrâmetro por segundo (kgm/s) ==> 1 kgm/1s
1 kgm/s = 9,806 65 W ; 1 kW = 10³ W  ; 1 W = 10⁷ erg/s

Unidades práticas (derivadas do deplorável sistema inglês): cavalo-vapor (1 CV = 735 W);     Horse-power (1 HP = 746 W)

22. Rendimento de um processo

h = P_útil/P_total = 1 - (P_dissipada/P_total)