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Como medir a potência de uma roda d'água

Você pode calcular a potência de uma roda d'água tirando algumas medidas importantes. A potência é a quantidade de energia, em joules por segundo, criada ou utilizada por um objeto. Essa medida é também conhecida como watt. A energia do movimento – ou energia cinética de rotação – de uma roda girando relaciona-se ao tamanho do seu raio, a sua massa e ao tempo que ela leva para realizar uma volta completa. O raio é a medida da distância do centro da roda até a sua borda. Unidades métricas devem ser usadas em equações de física rotacional.

Instruções

Fazendo contas simples, você pode determinar a potência de uma roda d'água (chinese water wheel image by Jonathan Blyth from Fotolia.com)
  1. Meça o raio da roda d'água em centímetros. Por exemplo, suponha que o raio dela seja de 158 cm.

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  2. Converta a medida do raio em metros dividindo-a por 100, já que um metro contém 100 cm. Isso dará 158 cm divididos por 100, ou seja, um raio de 1,58 m.

  3. Utilizando um cronômetro, determine o tempo, em segundos, necessário para a roda completar uma volta. Vamos supor que o tempo seja, por exemplo, de 35 segundos.

  4. Determine a massa da roda d'água em quilogramas. Por exemplo, a massa dela pode ser de 10 kg.

  5. Divida 6,28 radianos pelo tempo que a roda leva para completar uma volta, para obter a velocidade angular dela em radianos por segundo. Um radiano é uma unidade angular que equivale a 57,3 graus. Uma circunferência contém 6,28 radianos, ou duas vezes o número pi. Isso dará 6,28 radianos divididos por 35 segundos, o que totaliza 0,18 radianos por segundo.

  6. Calcule 0,5 vezes a massa da roda vezes o quadrado do raio vezes o quadrado da velocidade angular para obter a energia cinética rotacional em joules. Assim, você terá 0,5 vezes 10 kg vezes 1,58 m vezes 1,58 m vezes 0,18 radianos por segundo vezes 0,18 radianos por segundo, ou 0,40 joules.

  7. Divida a energia cinética rotacional pelo tempo para obter a potência em watts. Completando o exercício, você terá 0,40 joules divididos por 35 segundos, o que totaliza 0,01 watt.

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O que você precisa

  • Trena
  • Calculadora
  • Cronômetro
  • Balança

Referências

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