4. Vamos considerar que em uma usina marémotriz, a diferença entre a maré alta e a maré baixa seja de somente $ 1 \mathrm{~m} $, e dessa forma torna-se necessário acionar a turbina auxiliar. A barragem tem altura de $ 20 \mathrm{~m} $ e está completamente cheia, $ \mathrm{e} $ quando se abre a comporta, somente $ 500 \mathrm{~kg} $ de água conseguem passar por segundo pela turbina. Sabendo que $ 15 \% $ dessa energia é convertida, a quantidade de energia elétrica gerada por segundo é de: (considere $ \mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2} $ )
A) $ 10.000 \mathrm{~J} $
B) $ 15.000 \mathrm{~J} $
c) $ 18.000 \mathrm{~J} $
D) $ 20.000 \mathrm{~J} $
Responder
5. Considere uma usina maremotriz que converte a energia cinética da correnteza em energia elétrica. Assinale a opção que representa a eficiência desta usina em um determinado instante em que uma massa de 4 toneladas passa pelas turbinas, com velocidade de $ 72 \mathrm{~km} / \mathrm{h} $, sabendo-se que foram gerados $ 92.000 \mathrm{~J} $ de energia elétrica:
A) $ 9,8 \% $
B) $ 11,5 \% $
C) $ 18,3 \% $
D) $ 20,0 \% $

Question

Accepted Answer

Vamos resolver cada questão uma de cada vez.

### Questão 4

Para calcular a quantidade de energia elétrica gerada por segundo, primeiro precisamos determinar a energia potencial da água que passa pela turbina.

A energia potencial ($E_p$) é dada por:
$$ E_p = m \cdot g \cdot h $$

Onde:
- $m = 500 \, \text{kg/s}$
- $g = 10 \, \text{m/s}^2$
- $h = 20 \, \text{m}$

Substituindo os valores:
$$ E_p = 500 \, \text{kg/s} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 \cdot 20 \, \text{m} $$
$$ E_p = 100,000 \, \text{J/s} $$

Como apenas 15% dessa energia é convertida em energia elétrica:
$$ E_{\text{elétrica}} = 0.15 \cdot 100,000 \, \text{J/s} $$
$$ E_{\text{elétrica}} = 15,000 \, \text{J/s} $$

**Resposta: B**

A quantidade de energia elétrica gerada por segundo é de $ 15.000 \mathrm{~J} $.

### Questão 5

Para calcular a eficiência da usina, precisamos primeiro determinar a energia cinética da massa de água que passa pelas turbinas.

A energia cinética ($E_k$) é dada por:
$$ E_k = \frac{1}{2} m v^2 $$

Onde:
- $m = 4 \, \text{toneladas} = 4000 \, \text{kg}$
- $v = 72 \, \text{km/h} = 20 \, \text{m/s}$ (convertendo $72 \, \text{km/h}$ para $ \text{m/s}$)

Substituindo os valores:
$$ E_k = \frac{1}{2} \cdot 4000 \, \text{kg} \cdot (20 \, \text{m/s})^2 $$
$$ E_k = 0.5 \cdot 4000 \cdot 400 $$
$$ E_k = 800,000 \, \text{J} $$

A eficiência ($\eta$) é dada por:
$$ \eta = \frac{E_{\text{elétrica}}}{E_{\text{cinética}}} \cdot 100\% $$

Onde:
- $E_{\text{elétrica}} = 92,000 \, \text{J}$
- $E_{\text{cinética}} = 800,000 \, \text{J}$

Substituindo os valores:
$$ \eta = \frac{92,000}{800,000} \cdot 100\% $$
$$ \eta = 11.5\% $$

**Resposta: B**

A eficiência da usina em um determinado instante é de $ 11,5 \% $.

4. Vamos considerar que em uma usina marémotriz, a diferença...

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