Os transformadores foram fundamentais para a distribuição eficiente de energia elétrica no século XX, permitindo o uso de altas tensões para minimizar 3 perdas em longas distâncias.

I- Perdas por efeito Joule: Quando a corrente elétrica flui pelos cabos condutores, parte da energia elétrica é convertida em calor devido à resistência elétrica do material. Essas perdas aumentam com o quadrado da corrente e são a razão principal para usar altas tensões na transmissão, pois isso reduz a corrente para a mesma potência transmitida.

II- Perdas por efeito corona: Ocorrem quando há ionização do ar ao redor dos condutores em linhas de transmissão de alta tensão. Isso causa pequenas descargas elétricas e dissipação de energia. Essas perdas são mais significativas em tensões muito altas, especialmente, em condições de umidade.

III- Perdas por correntes parasitas, (ou correntes de Foucault): São causadas pela indução de correntes em materiais condutores próximos, como núcleos de transformadores ou cabos, devido às variações do campo magnético. Essas perdas geram calor e precisam ser minimizadas através de técnicas como o uso de núcleos laminados ou materiais com baixa condutividade elétrica.

Esses dispositivos, baseados na lei de Faraday Lenz, convertem tensões primárias em secundárias de acordo com a razão entre o número de espiras. Julgue um transformador ideal com N1 = 150 espiras na bobina primária e N2 = 300 espiras na secundária. Uma tensão alternada de V1 = 120V é aplicada na bobina primária.

Qual será a tensão na bobina secundária?

Durante a Exposição Mundial de Chicago, em 1893, Nikola Tesla e George Westinghouse apresentaram a primeira usina comercial de corrente alternada, revolucionando o fornecimento de eletricidade. Essa tecnologia usava turbinas para gerar corrente elétrica em bobinas rotativas.

Fotografia de 1893 da exposição de Nikola Tesla na Feira (Wikimedia Commons).

Pense em uma bobina com N = 300 espiras, cada uma com área A = 0,1m2, girando em um campo magnético de intensidade B = 0,05T, com frequência f = 50Hz. Qual é a força eletromotriz máxima gerada pela bobina? Use π = 3,14 e εmáx = N ⋅ A ⋅ B ⋅ 2 ⋅ π ⋅ f.

A engenharia de pontes avançou, significativamente, após eventos como o colapso da Ponte Tacoma Narrows, em 1940, causado por oscilações perigosas que não foram devidamente previstas.

Fonte: Public Domain. Disponível em: https://www.sohu.com/a/127174005_455225.

Tais incidentes levaram ao uso do modelo de oscilador harmônico simples para estudar e compreender o comportamento dinâmico de sistemas massa-mola em estruturas como cabos de pontes. Durante testes de resistência realizados nos cabos de uma ponte moderna, os engenheiros modelaram um sistema massa-mola ideal para analisar o comportamento vibratório. Esse sistema é composto por:

• Uma massa m = 50Kg.
• Uma mola com constante elástica K = 4000 N/m.

A massa é inicialmente deslocada de sua posição de equilíbrio, ao ser solta, inicia um movimento oscilatório simples. Com base nas condições fornecidas, determine o valor da frequência angular (ω) das oscilações desse sistema, expressa em radianos por segundo.

Considere: \(\omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}}\)

Durante a Revolução Industrial, o transporte ferroviário tornou-se essencial para o progresso econômico, mas o cálculo de forças em sistemas ferroviários era um grande desafio para os engenheiros. Em 1829, a construção da Estrada de Ferro de Liverpool e Manchester exigiu a análise detalhada das forças exercidas entre locomotivas e vagões, especialmente, em aceleração.

Raciocine uma locomotiva de massa mL = 4000kg puxando três vagões, cada um com mV = 2000kg, com uma aceleração de a = 0,5m/s2. Considerando-se que o atrito é desprezível, qual é a força total que a locomotiva exerce para acelerar o sistema completo, (locomotiva + vagões)?

Um Professor de Ciências realizou um experimento no laboratório com seus alunos utilizando um gás ideal confinado em um cilindro com um êmbolo móvel. Ao aquecer o cilindro com um fogareiro, a classe observou todas as variações causadas no sistema.

Considere

- a variação da pressão do gás (\( \Delta P \)).

- a variação de sua energia interna (\( \Delta U \)).

- a quantidade de calor transferido ao gás (Q).

Agora assinale a afirmação CORRETA sobre a situação apresentada.

Um ônibus faz o percurso do bairro A até o bairro B em 45 minutos. Qual o tempo total gasto por este ônibus na ida e volta desses bairros?

Enquanto o Sr. Américo alimentava pombos em um banco de praça, ele testemunhou um acidente envolvendo um jovem ciclista. Logo após o incidente, uma viatura dos bombeiros aproximou-se do local a uma velocidade de 72 km/h, com sua sirene emitindo um som com uma frequência de 0,8 kHz. Considerando que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, qual foi o comprimento de onda do som ouvido pelos pombos?

Um candidato à vaga de professor de ciências está atrasado e resolve pegar o carro para chegar mais rápido ao local de prova. Conside que seu carro possui massa de 1 tonelada e que ele se move inicialmente a uma velocidade de 12 m/s. O motorista atrasado, para realizar uma ultrapassagem perigosa, acelera o veículo, fazendo com que o motor forneça uma potência constante de 32 kW durante 4 segundos. Qual é a nova velocidade do carro após esse período de 4 segundos?