Imagine que um motor elétrico com uma eficiência de 80% realiza trabalho ao levantar uma carga de 100 kg a uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Imagine que um motor elétrico com uma eficiência de 80% realiza trabalho ao levantar uma carga de 100 kg a uma altura de 5 metros. Qual a energia elétrica necessária para realizar essa tarefa?
- A) 5000 J
- B) 6250 J
- C) 7500 J
- D) 4000 J
- E) 5200 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o trabalho útil. Ao levantar a carga, o trabalho útil é o trabalho contra a força peso: T = m x g x h. Com m = 100 kg, g = 10 m/s^2 (valor usado pela questão, já que com g = 9,8 nenhuma alternativa bate) e h = 5 m, temos T = 100 x 10 x 5 = 5000 J.
- Relacione o trabalho útil com a energia elétrica. A eficiência é a razão entre a energia útil e a energia fornecida: eficiência = energia útil / energia elétrica. Logo, energia elétrica = energia útil / eficiência.
- Calcule. Como a eficiência é 80% = 0,8, temos E = 5000 / 0,8 = 6250 J.
- Verifique. Se a energia elétrica é 6250 J e 80% dela vira trabalho útil, então 0,8 x 6250 = 5000 J, que é o trabalho calculado. A conta fecha.
- Por que as outras estão erradas: A) 5000 J é só o trabalho útil, ignorando as perdas da eficiência de 80%. D) 4000 J resulta de multiplicar 5000 por 0,8, quando deveria dividir. C) 7500 J não corresponde à divisão correta, pois a energia elétrica deveria ser apenas 25% maior que o trabalho útil, não 50%. E) 5200 J não resulta de nenhuma operação correta com os dados do enunciado.
- Conclusão: a energia elétrica necessária é 6250 J, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e considere a eficiência do motor.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente o trabalho útil (5000 J), mas esqueceu que a eficiência de 80% implica perdas e tomou o trabalho útil como se fosse a energia elétrica fornecida.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia total necessária com a energia útil, não considerando a eficiência do motor na hora de calcular.
Corresponde à energia elétrica necessária considerando a eficiência.
O aluno aplicou uma correção de perdas incorreta, aumentando a energia em cerca de 50% em vez de dividir por 0,8, o que sugere confusão sobre como a eficiência se relaciona com o valor da energia fornecida.
O aluno multiplicou o trabalho útil pela eficiência (5000 x 0,8 = 4000 J), invertendo a relação. Ele achou que a energia elétrica seria menor que o trabalho útil, o que é fisicamente impossível.
O aluno provavelmente somou ou acrescentou uma pequena parcela arbitrária ao trabalho útil, sem base na relação de eficiência, o que indica um cálculo feito sem modelo claro.
Raio-X da questão
energia elétrica e eficiência
avaliacao
cálculo de trabalho · eficiência de máquinas
Revisar conceitos de energia, trabalho e eficiência em motores.
O aluno pode confundir a energia total necessária com a energia útil, não considerando a eficiência do motor na hora de calcular.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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