Sobre o tema
Em sistemas embarcados autônomos, como um carrinho de desinfecção, a capacidade da bateria é determinada pela potência total consumida e pelo tempo de operação. A potência total é a soma da potência necessária para o movimento (vencer o atrito cinético a velocidade constante) e a potência da carga útil (lâmpada). O movimento a velocidade constante implica que a força motriz iguala a força de atrito, calculada pelo coeficiente de atrito multiplicado pela força normal (peso total). A corrente elétrica é obtida pela potência total dividida pela tensão da bateria. A capacidade em Ah é o produto da corrente pelo tempo em horas, convertido para mAh. Este problema integra conceitos de mecânica (atrito, força) e eletricidade (potência, corrente, capacidade de bateria).
Tópicos relacionados
- Capacidade de bateria e corrente elétrica
- Força de atrito cinético
- Potência mecânica e elétrica
- Movimento a velocidade constante
- Conservação de energia
Enunciado
: 0,25
Voc� est� desenvolvendo um sistema embarcado aut�nomo para desinfec��o de ambientes. O
sistema � composto por um carrinho el�trico com uma l�mpada e uma bateria. Para que o processo
de desinfec��o funcione apropriadamente, o sistema dever� deslocar-se com velocidade constante
por um piso rugoso.
Dados:
� massa do carrinho: 6 kg;
� massa da bateria: 4 kg;
� tens�o da bateria: 24 V;
� massa da l�mpada: 2 kg;
� coeficiente de atrito cin�tico: 0,2;
� acelera��o da gravidade: 10 m/s2;
� velocidade do sistema: 0,5 m/s; e
� pot�ncia da l�mpada: 96 W.
Considera��es:
� as perdas do motor do carrinho s�o desprez�veis; e
� a energia da bateria necess�ria para fazer o carrinho chegar a velocidade de funcionamento
do sistema � desprez�vel.
Sabendo que a bateria fornece energia para o carrinho e para a l�mpada e que, para a perfeita
desinfec��o da sala, o sistema deve trabalhar durante 90 minutos, a m�nima capacidade da bateria
do sistema, em mAh, �:
(A) 6370 (B) 6375 (C) 6500 (D) 6625 (E) 6750
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Perguntas frequentes
Como calcular a corrente elétrica consumida por um sistema?
A corrente é obtida pela potência total dividida pela tensão de alimentação. Em um sistema com múltiplas cargas, some todas as potências antes de dividir pela tensão.
Por que a força de atrito é igual à força motriz quando a velocidade é constante?
Pela segunda lei de Newton, se a velocidade é constante, a aceleração é zero, logo a força resultante é nula. Assim, a força motriz deve equilibrar exatamente a força de atrito.
Qual a relação entre capacidade da bateria em Ah e mAh?
1 Ah equivale a 1000 mAh. Para converter, multiplique ou divida por 1000 conforme necessário.