Máquinas de elevação no trabalho – trabalho, potência, rendimento

O que mostra

Elevar uma carga de massa m a uma altura h exige um trabalho útil A = mgh, que depende apenas da carga e da altura, e não da rapidez com que ela sobe. Potência é a rapidez com que o trabalho é realizado, P = A/t = F·v; portanto, elevar a mesma carga duas vezes mais rápido exige o dobro da potência. Máquinas reais perdem energia por atrito em polias, cabos e redutores, então o motor precisa fornecer mais trabalho total do que o trabalho útil. O rendimento é a razão entre trabalho útil e trabalho total e é sempre menor que 100%.

Como usar

Escolha o Tipo de máquina, ajuste a Massa da carga e a Altura de elevação e clique em Testar elevação para ver a carga subir enquanto a barra de energia se divide em parte útil e perdida. Depois, mude uma grandeza por vez: aumente a Velocidade de elevação e compare o que acontece com o trabalho e com a potência, ou aumente a Perda por atrito e veja como o trabalho total e o rendimento respondem. Os alunos podem conferir cada valor com o próprio cálculo.

Parâmetros que você pode mudar

• Tipo de máquina Guindaste de obra, Elevador de carga agrícola, Elevador de passageiros
• Massa da carga 50–3000 kg
• Altura de elevação 2–40 m
• Velocidade de elevação 0,2–3 m/s
• Perda por atrito 0–45 %

Perguntas para explorar

1. Se a carga for elevada duas vezes mais rápido, o que acontece com o trabalho útil e com a potência?
2. Por que o rendimento de uma máquina de elevação real é sempre menor que 100%?
3. Quanto trabalho total o motor precisa realizar para elevar 500 kg a 12 m com perda por atrito de 20%?