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PUC-SP Vestibular de 2009 - Analitico-Expositivas : Matemática e Física

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MATEM TICA E F SICA U ma das formas de se obter energia el trica de maneira renov vel por meio das usinas e licas. Em geral associam-se usina e lica poucos argumentos desfavor veis do ponto de vista da degrada o do meio ambiente. Entre eles temos a polui o visual e a morte de p ssaros que porventura possam passar pela regi o. USINAS E LICAS: energia el trica e desenvolvimento sustent vel No Rio Grande do Sul, est o Parque E lico de Os rio, o maior projeto de energia e lica da Am rica Latina, composto por 75 aerogeradores um aerogerador um gerador el trico integrado ao eixo de um cata-vento cuja miss o converter a energia mec nica dos ventos em energia el trica. Cada torre mede 98 metros de altura e tem 810 toneladas. a) Admitindo que as torres sejam c nicas e tenham sido constru das em concreto cuja 3 densidade de 1800 kg/m , calcule o volume ocupado por uma dessas torres. b) De forma a avaliar o consumo de energia el trica em uma resid ncia, vamos analisar as respostas de uma fam lia, composta por 4 pessoas, a uma pesquisa sobre seu consumo. Esta fam lia relata alguns equipamentos el tricos de sua resid ncia e seus tempos de uso ao longo de um m s. Dentre as informa es explicitadas, percebe-se o uso do chuveiro el trico de pot ncia 2200 W, todos os dias, pelos 4 integrantes da fam lia, com banho de 15 minutos cada um. O computador o campe o em termos de uso. H dois computadores de 90 W cada um que s o usados, em m dia, durante 5 horas cada um deles. Parque E lico de Os rio 8 O refrigerador que possui 110 W de pot ncia, aciona seu motor durante 10 horas por dia. A resid ncia possui uma tens o el trica (d.d.p.) de 110V, com exce o do chuveiro que tem tens o el trica de 220V. Qual equipamento relatado nesta pesquisa corresponde ao grande vil o no consumo de energia el trica? Justifique preenchendo toda a tabela na folha de respostas, explicitando o c lculo do gasto de energia de cada um dos tr s equipamentos durante um m s de 30 dias em kWh. Em seguida, calcule o valor adequado da corrente el trica m xima que pode passar pelo disjuntor instalado para proteger essa resid ncia. Considere que, al m das pot ncias dos equipamentos j citados, ocorra um aumento de 590W em fun o da ilumina o e demais equipamentos el tricos. Vale lembrar que watt-hora (Wh) a unidade normalmente utilizada para o consumo de energia el trica, em que a pot ncia dada em W e o tempo em hora (h). c) Suponhamos que a m dia do consumo das fam lias pesquisadas seja de 150kWh por m s. Um aerogerador de usina e lica com 200kW de pot ncia til, em funcionamento durante 24 horas por dia, capaz de abastecer quantas fam lias com consumo similar? fluorescentes, feitas pelo Inmetro atrav s de medidas experimentais. As tabelas ao lado relacionam a pot ncia dessas l mpadas com o fluxo luminoso m nimo. A efici ncia destas l mpadas dada pela rela o entre o fluxo luminoso produzido por uma l mpada e a pot ncia consumida por ela. Qual das duas l mpadas possui maior efici ncia? Justifique atrav s do c lculo da efici ncia m dia em Im/W dos dois tipos de l mpadas, usando gr ficos Li x Pi e Lf x Pf e suas respectivas retas m dias. Use o quadriculado da esquerda para fazer o gr fico da l mpada incandescente e o da direita para o da l mpada fluorescente. d) Uma das grandes preocupa es do momento a redu o do consumo de energia el trica. Uma das recomenda es para essa redu o numa resid ncia a troca das l mpadas. Como forma de orienta o para a troca, podemos usar a padroniza o do fluxo luminoso, medido em lumens (lm), relacionado s diferentes pot ncias das l mpadas incandescentes e 9

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