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Questão 5

UNICAMP 2007
Física

(UNICAMP - 1ª FASE - 2007)  

6) O agronegócio responde por um terço do PIB, 42% das exportações e 37% dos empregos. Com o clima privilegiado, solo fértil, disponibilidade de água, rica  biodiversidade e mão-de-obra qualificada, o Brasil é capaz de colher até duas safras anuais de grãos. As palavras são do Ministério da Agricultura e correspondem aos fatos. Essa é, no entanto, apenas a metade da história. Há uma série de questões debatidas: Como distribuir a riqueza gerada no campo? Que impactos o agronegócio causa na sociedade, na forma de desemprego, concentração de renda e poder, êxodo rural, contaminação de água e do solo e destruição de bioma? Quanto tempo essa bonança vai durar, tendo em vista a exaustão dos recursos naturais? O descuido socioambiental vai servir de argumento para a criação de barreiras não-tarifáricas, como vivemos com a China na questão da soja contaminada por agrotóxico? (Adaptado de Amália Safatle e Flávia Pardini, “Grãos na Balança”. Carta Capital, 01/09/2004, p.42)

Como é mencionado no texto 6 da coletânea da prova de redação, a disponibilidade de água é essencial para a agricultura. Um projeto do governo brasileiro, que pretende aumentar a irrigação na região Nordeste, planeja a transposição das águas do Rio São Francisco. O projeto é dividido em duas partes: Eixo Norte e Eixo Leste. Em seu Eixo Norte, serão bombeados cerca de 50 m3/s de água do rio até uma altura de 160 m, para posterior utilização pelas populações locais. Considere g = 10 m/s2 e a densidade da água igual a 1,0 g/cm3.


a) Qual será a massa de água bombeada em cada segundo no Eixo Norte?
b) Qual será o aumento de energia potencial gravitacional dessa massa?
c) Conhecendo a quantidade de água bombeada em cada segundo e o correspondente aumento da energia potencial gravitacional, o engenheiro pode determinar a potência do sistema de bombeamento, que é um dado crucial do projeto dos Eixos. No Eixo Leste, planeja-se gastar cerca de 4,2 x 109 J em um minuto de bombeamento da água. Determine a potência do sistema do Eixo Leste.

Gabarito:

Resolução:

a) A vazão e volume são dados por:

Vz=frac{Vol}{Delta t} , d=frac{m}{Vol} 	herefore Vol=frac{m}{d}\entao:\Vz=frac{m}{dDelta t} Rightarrow m=Vzcdot d cdot Delta t = 50cdot1cdot10^3cdot1=5cdot 10^4 kg

b) A variação da energia potencial será:

Delta E_{pg}=mgDelta h = 5cdot 10^4cdot 10cdot 160 = 8cdot10^7J

c) E a potência:

P=frac{E}{Delta t}=frac{4,2cdot 10^9}{60}=7cdot 10^7 W

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