A cremalheira é um sistema de transporte ferroviário que au...

Vamos lá, o caminho mais rápido que eu achei foi:

1) Encontrar o trabalho realizado pela cremalheira.

OBS: Muito importante perceber que não há atrito, então a única distância relevante para calcular o trabalho é a vertical.

OBS2: Como a velocidade é constante, a cremalheira realiza a mesma força que a força peso e o exercício pediu para desconsiderar eventual tempo inicial de aceleração.

2) Utilizar o trabalho para determinar em quanto tempo a máquina oferece essa energia.

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1) Regra de três para encontrar a altura:

A cada 10 m -------------- sobe 1m

8000m -------------- sobe h

h = 800m

2) Trabalho: T = F . d (não há ângulo com a vertical, logo sem coseno).

T = F . d

T = m . g . d

T = 5.10^5 . 10 . 8. 10^2

T = 40.10^8 J

3) Calculando o tempo em função da potência.

W = E/tempo

5.10^6 w = 40.10^8 / T

T = 800s.

Potência é igual a trabalho sobre tempo.

1- Descobrir altura da subida por semelhança de triângulos. 10/1=8000/h h=800 metros de altura

2- Fatorar a força peso inclinada.( Pcos e Psen)

3 - Como a velocidade é constante, a aceleração é igual a zero. Logo, a força resultante é igual a zero. Então a Força de subida= Pcos

4 - Pcos=F.

500.10^3.0,1=F

F=5.10^5 newtons

5- Achar o trabalho da força pela fórmula Trabalho=Força x Deslocamento x Cos entre F e Des

6- Trabalho= 40.10^8 joules

7- Utilizar a fórmula Potência= Trabalho/Tempo para achar o tempo. Tempo=800segundos

1 m de vertical ==== 10 de horizontal

x ================ 8000,

x= 8x10²

P= energia/tempo

P= 5x10^6

energia= potencial gravitacional -> mgh

tempo em segundos

5x10^6 = 5 x10^5 * 10 * 8x10²/ tempo

5x10^6= 5x10^6 * 8x10²/ tempo

tempo= 8x10²

É preciso saber que:

1. a subida do trem transforma a energia mecânica em energia potencial
2. Que, neste exemplo, energia potencial é igual ao trabalho
3. que potência mecânica é igual a trabalho / tempo

1 . Subida do trem: 8km sendo que a cada 10m percorridos sobe um metro. Então sobe 800m

Energia potencial adquirida pelo trem: Ep = m.g.h = 500.10³ . 10. 800 = 4.10^9

2 . W = 4.10^9 Joules

3 . P = W/t ou t = W/P

P = 5.000 KW = 5.10^6 W

t =( 4.10^9)/(5.10^6) W = 0,8*10³ = 800s