Física na Veia!

Arquivo : potência

Novo Hernanes estuda engenharia, tem bigode, mas patina na Física
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Frame do vídeo com a entrevista com o jogador Hernanes [Fonte: UOL Esporte]

Hoje, logo de manhã, recebi mensagem do amigo Ronaldo Marin comentando erro físico cometido pelo jogador Hernanes, recontratado pelo São Paulo Futebol Clube.

Só agora, com mais tempo, pude ler toda a matéria publicada no UOL Esporte e ilustrada com entrevista em vídeo.

A partir de 1:30 do vídeo, você mesmo pode conferir, Hernanes destaca a fórmula da potência que, segundo ele, serviu para torná-lo melhor atleta. Mas erra na fórmula ao declarar que “potência é força vezes velocidade pelo tempo”. Não é.

Os jornalistas que fazem a entrevista transcrevem o trecho da fala do jogador como “potência é força mais velocidade pelo tempo”. Errado também. E não é exatamente o que diz o jogador. Confira o trecho da entrevista destacado abaixo.

Trecho que transcreve de forma equivocada a fala do jogador

Conclusão: temos dois erros, um do jogador e outro da transcrição da sua fala. Mas ambas as versões estão fisicamente equivocadas!

Definições erradas de potência

 

Como aqui no Física na Veia! nunca perco oportunidade de discutir a boa Física, aproveito para definir a grandeza física potência da forma correta. Confira o texto a seguir.

 

Definição Correta de Potência

A Potência mede a taxa de variação da energia ΔE num determinado intervalo de tempo Δt. Para não complicar, usando uma linguagem típica de ensino médio, ainda que o fluxo de energia possa varia no decorrer do tempo, podemos definir potência média como:

 

Se imaginarmos que ΔE corresponda ao trabalho τF realizado por uma força F atuando sobre um corpo, podemos escrever:

Se a força F, para simplificar, for constante, então o trabalho τque realiza sobre um corpo qualquer ao longo de um deslocamento ΔS pode ser escrito como τ= F.ΔS.cosθ onde θ é o ângulo formado entre o vetor força e o vetor deslocamento. Assim teremos:

Na expressão acima aparece a razão ΔS/Δt. Você consegue se lembrar o que é ΔS/Δt?

Lembrou? ΔS/Δt é a expressão da velocidade escalar média. Logo:

Se a força tiver a mesma direção e o mesmo sentido do deslocamento, então teremos  θ = 0o.

E cos 0= 1. Assim:

Portanto, uma maneira alternativa de escrever potência média é

Sem nenhum problema ou maiores complicações, podemos generalizar a expressão acima para potência instantânea se usarmos os valores instantâneos da força e da velocidade.

O Hernanes ia marcando um golaço! Mas foi bola na trave! Se ele não tivesse dividido “força vezes velocidade” pelo tempo, estaria corretíssimo!

A análise que ele faz sobre a potência de um jogador está correta. Se o jogador malhar e investir pesado em ganhar musculatura, é capaz de fazer força maior. Logo, realiza maior trabalho e sua máquina corporal consegue envolver mais energia numa determinada jogada, o que equivale a uma maior potência.

 

Potência do ponto de vista dimensional

Do ponto de vista dimensional, usando a notação de colchetes, teremos:

Se você não conhece tal notação, leia e entenda a frase acima como “unidade de medida de potência média é igual a unidade de medida de força vezes unidade de medida de velocidade”. Ok?

Força, no Sistema Internacional, medimos em N. Velocidade medimos em m/s. Assim teremos:

Na expressão acima, aparece N.m. Lembra o que é isso? É Joule! Unidade de medida de energia no Sistema Internacional.

Concluímos que potência deve ser medida em J/s que é W (watt).

A grandeza watt é bastante conhecida e usada na prática. E é típica de potência, o que ratifica toda a discussão anterior, validando a ideia de que potência média é força vezes velocidade.

 

Sou Tricolor

Sim, sou Tricolor! Atualmente sofredor… pois é… quem diria…

Logo, por razões óbvias, sou fã incondicional do Hernanes que já me deu muitas alegrias e é um extraordinário jogador!

Sua volta ao São Paulo Futebol Clube, não por coincidência, alavancou vitória histórica de 4 X 3 e de virada fora de casa contra o Botafogo na última rodada do Brasileirão. Isso não é pouco num momento crítico do meu time que insistia em ficar na zona de rebaixamento!

Mas aqui no blog não perco a chance de ensinar Física. Jamais! Por isso aproveito o deslize do ídolo que é poliglota (fala italiano, espanhol, francês e inglês) mas precisa melhorar o fisiquês!


Já publicado no Física na Veia!

(*) Posts publicados na plataforma antiga do blog


Qual é o correto: kWh ou kW/h?
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

kWh_erro_tela

“Print” mostrando infográfico equivocado no “Esporte Espetacular” (Rede Globo).

 

Assisti hoje de manhã ao Esporte Espetacular na Rede Globo aguardando matéria sobre a Fórmula E. Estava curioso para conhecer melhor a nova modalidade de corrida automobilística da FIA que usa carros elétricos. Já ouviu falar? É bem legal!

Três jovens pilotos brasileiros participaram do primeiro campeonato mundial da categoria? Nelsinho Piquet, filho do tricampeão mundial de F1, além de Bruno Senna, sobrinho do inesquecível Ayrton Senna, e Lucas di Grassi. Nelsinho Piquet foi o campeão dessa primeira temporada.

A matéria é bem bacana. Se você não viu no programa, pode assistir por streaming nesse link no site da Globo. Mas alguns errinhos físicos roubaram a minha atenção.

Logo aos 2:34 um infográfico (veja print acima) declarava que a energia armazenada na bateria do carro é de “56 kw/h”. Há dois erros nessa afirmação.

Erro 1) W (watt) deve ser grafado em letra maiúscula. A regra é clara (né Arnaldo?):  unidades de medida que vêm de nome próprio devem ser grafadas em letra maiúscula.

Exemplos:

– N, unidade força, e que homenageia Isaac Newton.

– J, unidade de energia, homenagem a James P. Joule.

– C, unidade de carga elétrica, imortalizando Charles A. Coulomb.

Sendo assim, no infográfico deveria aparecer kW. O prefixo “k” de quilo, que significa “mil vezes”, deve continuar minúsculo. Somente o “W”, homenagem a James Watt, é  maiúsculo.

Mas o erro mais grave nem é esse. Veja a seguir.

Erro 2 – grave)  Energia não deve ser medida em kW/h mas kWh. Pode parecer bobagem. Mas isso muda tudo!

kW.h é quilowatt multiplicado por hora. Já kW/h é quilowatt dividido por hora. Não são nem de longe a mesma coisa!

Potência (P), em Física, é definida como quantidade de energia (ΔE) por intervalo de tempo (Δt): P = ΔE/Δt.

Logo, a energia (ΔE) deve ser dada por potência (P) vezes intervalo de tempo (Δt): ΔE = P.Δt.

Fazendo uma análise dimensional, colocando colchetes nas grandezas sobre as quais queremos saber as unidades, encontramos:

[ΔE] = [P] . [Δt] = kW.h

Simples assim! Energia deve ser medida em kWh e não em kW/h!

kWh_erro

O correto, para medir energia, é kWh.

 

kW/h tem outro significado. É unidade de potência por unidade de intervalo de tempo: kW/h = [P] / [Δt]. Nada a ver com energia, certo?

No exato momento em que vi o erro no ar, tuitei para Glenda Kozlowski, âncora do programa.

Super gentil e rapidamente, Glenda respondeu.

 

Mas o erro não foi corrigido no ar. E ficou por isso mesmo, como (quase) sempre acontece quando se trata de erros físicos em matérias jornalísticas. É incrível como matérias na TV, no rádio, em jornais e revistas, além da própria web, salvo raras e nobres exceções, maltratam a Física!

Acerto) Para que ninguém saia dizendo que afirmei que o infográfico só falou besteira, vale observar que a afirmação de que com a energia de 56 kWh (e não kW/h) daria para usar uma lâmpada por 39 dias está quantitativamente correta. Vamos conferir? Veja os cálculos abaixo, supondo uma lâmpada de potência P = 60 W e sabendo que cada dia tem 24 h:

ΔE = P.Δt = 60 W . 39 dias . 24 h / dia = 56 160 Wh = 56,16 kWh (praticamente 56 kWh).

Os outros dois valores (para a máquina de lavar louças e para a TV) também parecem estar corretos. Tente provar que sim! (Como professor adoro passar “lição pra casa”!)

Destaco que outro erro físico ainda acontece na matéria. Esse confesso que só descobri revendo o vídeo pelo site.

Erro 3) O repórter Cássio Barco, aos 3:11, quando fala das novidades no regulamento da Fórmula E, diz “Uma dessas inovações é na interatividade. Os três pilotos mais bem votados na internet ganham potência extra na prova, ou seja, o contato com o público pode fazer a diferença no desempenho numa corrida”. Ele está se referindo ao FanBoost. Aparece uma fã inglesa falando sobre seu ídolo Bruno Senna e o repórter, a seguir, completa “Com o FanBoost o piloto ganha trinta quilowatts.hora de potência para usar por cinco segundos duas vezes na corrida…”.

Onde está o erro? Não percebeu? Ele é bem sutil. Está na parte que destaquei em negrito. Note que o repórter fala sobre potência extra (e não energia extra). Se é potência extra, deveria dizer que cada piloto (a rigor cada carro) ganha 30 kW (quilowatts) de potência e não 30 kWh (quilowatts.hora). Se ganhasse 30 kWh (quilowatts.hora) estaria recebendo uma carga elétrica extra na bateria, o que seria equivalente num carro convencional de corrida a receber mais combustível no tanque ou, em outras palavras, mais energia. Entendeu a ideia?

Não é fácil ser fisicamente correto! Até a FIA erra no site oficial da Fórmula E quando explica o FanBoost, como mostra o print abaixo (já com o erro destacado em vermelho).

kWh_fanboost

“Print” do site da fórmula E (FIA).

Note que no texto a potência padrão do carro está com a unidade grafada em letra minúscula, o que contraria as regras de grafia de unidades de medida. Deveria ser 150 kW (e não 150 kw). Com o FanBoost o carro recebe 30 kW de potência extra e fica com 180 kW (e não 180 kw). Certo?

Essa confusão com kWh e kW/h, infelizmente, é bem comum. Já bloguei sobre o assunto várias vezes. Destaco aqui dois dos meus textos dentro do tema: Se liga nas unidades de medida I e Se liga nas unidades de medida II.


Para saber mais sobre a nova categoria de automobilismo


Já publicado no Física na Veia!


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