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Um motor elétrico levanta uma carga de massa m = 200 kg a uma altura h = 2,0 m em t = 5,0 s com velocidade…

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 levanta uma carga de massa m = 200 kg a uma altura h = 2,0 m em t = 5,0 s com velocidade constante. Considere g = 10 m/s² e eficiência do motor ? = 80%. Calcule a potência elétrica fornecida ao motor. Use P = W/t e W = m·g·h (unidades SI).

A) 4000 W
B) 800 W
C) 1000 W
D) 1600 W
E) 100 W

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Calcule o trabalho realizado para levantar a carga, usando W = m·g·h = 200 · 10 · 2,0 = 4000 J. Esse é o trabalho útil, que corresponde à energia mecânica transferida à carga. Passo 2: Calcule a potência útil com P = W/t = 4000 / 5,0 = 800 W. Passo 3: Como a eficiência do motor é 80% (0,8), a potência útil é 80% da potência elétrica fornecida. Logo, P_elétrica = P_útil / 0,8 = 800 / 0,8 = 1000 W. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A) 4000 W é o valor do trabalho em joules, e esqueceu-se de dividir pelo tempo e pelo rendimento. B) 800 W é a potência útil mecânica, e ignorou o rendimento de 80%. D) 1600 W surge de 2000 · 0,8, que é um erro de procedimento ao dividir o trabalho por h em vez de t. E) 100 W não resulta de nenhum passo correto do cálculo e indica erro de ordem de grandeza. Conclusão: a potência elétrica fornecida ao motor é 1000 W, em concordância com o gabarito oficial C.

💡 Dica: Calcule primeiro o trabalho e depois a potência.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno calculou apenas o trabalho W = m·g·h = 4000 J e o apresentou como potência, sem dividir pelo tempo e sem considerar o rendimento.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou corretamente a potência útil de 800 W, mas parou aí e não considerou que o motor tem eficiência de 80%, ou seja, nem toda a energia elétrica vira trabalho útil.

C Correta

W = m·g·h = 200·10·2 = 4000 J; P_mec = W/t = 4000/5 = 800 W; potência elétrica entregue P_el = P_mec/? = 800/0,80 = 1000 W.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou 4000 / 2,0 = 2000 (dividindo o trabalho pela altura em vez do tempo) e depois multiplicou por 0,8, em vez de dividir pelo rendimento.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula de potência e calcular o trabalho sem considerar a eficiência do motor, resultando em um valor incorreto.

E Erradaerro: Atenção

O aluno errou em algum cálculo intermediário ou em uma ordem de grandeza, chegando a um valor muito menor que a potência útil de 800 W, sem verificar se o resultado era plausível.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

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 elétrica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência elétrica · trabalho e energia

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de trabalho e potência em física.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula de potência e calcular o trabalho sem considerar a eficiência do motor, resultando em um valor incorreto.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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