Um capacitor possui uma capacitância de 5 µF e é conectado a uma bateria de 12 V. Calcule a energia armazenada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um capacitor possui uma capacitância de 5 µF e é conectado a uma bateria de 12 V. Calcule a energia armazenada no capacitor. (Use U = 1/2 * C * V²).
- A) 0,36 mJ
- B) 0,24 mJ
- C) 0,12 mJ
- D) 1,44 mJ
- E) 6,0 mJ
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. C = 5 µF, que equivale a 5 x 10^-6 F, e V = 12 V. A fórmula dada é U = 1/2 * C * V².
- Calcule o quadrado da tensão. V² = 12² = 144 V².
- Substitua na fórmula. U = 1/2 * 5 x 10^-6 * 144 = 2,5 x 10^-6 * 144 = 360 x 10^-6 J.
- Converta a unidade. 360 x 10^-6 J = 0,36 x 10^-3 J = 0,36 mJ.
- Compare com as alternativas. A resposta 0,36 mJ corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. B (0,24 mJ) não resulta da substituição correta dos valores; C (0,12 mJ) é a metade de B e também não bate com o cálculo; D (1,44 mJ) é o resultado de multiplicar a energia correta por 4, indicando erro no fator ou na tensão; E (6,0 mJ) não corresponde à fórmula de energia e sugere confusão com outra grandeza ou com a unidade.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia armazenada em um capacitor.
Alternativa por alternativa
Cálculo correto usando U = 1/2 * C * V².
O aluno provavelmente errou o valor de V² ou o produto C * V² na hora de calcular, obtendo um número próximo de 96 em vez de 144 para a parte quadrática.
Por que engana: Confundir a fórmula da energia armazenada com a fórmula da carga elétrica, resultando em um valor incorreto.
O aluno pode ter dividido o resultado por 2 duas vezes, ou ter aplicado o fator 1/2 em duplicidade, chegando a um valor igual à metade de 0,24 mJ.
O aluno provavelmente usou um fator multiplicativo indevido, como 2 em vez de 1/2, ou multiplicou por 2 duas vezes, o que quadruplica a energia correta.
O aluno pode ter usado a fórmula errada, como Q = C * V, ou se confundido com a conversão de unidades (microfarad e milijoule), gerando um valor sem relação com a energia armazenada.
Raio-X da questão
energia em capacitor
avaliacao
energia em capacitor · potencial elétrico
Revisar a fórmula da energia armazenada em capacitores.
Confundir a fórmula da energia armazenada com a fórmula da carga elétrica, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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