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Um motor elétrico de 1500 W é usado para levantar uma carga de 200 kg a uma altura de 10 m. Calcule o tempo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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

Um motor elétrico de 1500 W é usado para levantar uma carga de 200 kg a uma altura de 10 m. Calcule o tempo necessário para realizar essa tarefa, considerando a eficiência do motor como 80%.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

A potência do motor é dada por P = W/t, onde W é o trabalho e t é o tempo. O trabalho é dado por W = m·g·h. Primeiro, calcula-se o trabalho: W = 200 kg * 10 m/s² * 10 m = 20000 J. Com a eficiência de 80%, a potência útil é: Pútil = 1500 W * 0,8 = 1200 W. Agora, usando P = W/t, temos: t = W/Pútil = 20000 J / 1200 W = 16,67 s. Portanto, o tempo necessário é aproximadamente 16,67 segundos.

Explicação

Para calcular o tempo necessário para levantar a carga, é essencial primeiro determinar o trabalho realizado, que depende da massa, da gravidade e da altura. Em seguida, a potência útil do motor é encontrada considerando sua eficiência, o que permite calcular o tempo usando a relação entre trabalho e potência. Assim, a aplicação correta das fórmulas de trabalho e potência resulta no valor do tempo necessário para completar a tarefa.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

potência e eficiência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência · cálculo de eficiência

📚 Reveja

Revisar os conceitos de potência, trabalho e eficiência em motores.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a potência do motor com a potência necessária para levantar a carga, não considerando a eficiência corretamente.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

autogestao

🏫 Contexto

cientifico

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