Um bloco de massa m = 50 kg desce verticalmente uma queda h = 20 m; um gerador converte a energia potencial em…
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
Um bloco de massa m = 50 kg desce verticalmente uma queda h = 20 m; um gerador converte a energia potencial em elétrica com eficiência ? = 0,60. Calcule a energia elétrica gerada E_el. Use g = 10 m/s² e E_p = m·g·h (J).
- A) E_el = 6,0×10³ J
- B) E_el = 3,00×10³ J
- C) E_el = 1,00×10^5 J
- D) E_el = 0,60×10^4 J
- E) E_el = 4,00×10³ J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a energia potencial gravitacional. Ep = m·g·h = 50 × 10 × 20 = 10000 J, ou seja, 1,00×10^4 J. Passo 2: Aplique a eficiência de 0,60, pois apenas essa fração da energia potencial vira energia elétrica. E_el = 0,60 × 10000 = 6000 J, ou 6,0×10^3 J. Passo 3: Compare com as alternativas. A alternativa A (6,0×10^3 J) está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 4: Por que as outras estão erradas. B (3,00×10^3 J) corresponde a aplicar 0,30 em vez de 0,60. C (1,00×10^5 J) tem ordem de grandeza errada, dez vezes maior que a energia potencial. D (0,60×10^4 J) vale numericamente 6000 J, igual à alternativa A, portanto está escrita de forma não padronizada, mas é um valor correto; isso torna a questão ambígua, pois há duas alternativas com o mesmo valor. E (4,00×10^3 J) corresponde à energia perdida (10000 - 6000), e não à energia elétrica gerada. Passo 5: Conclusão. O gabarito A está correto. Observação: a questão deveria ter apenas uma alternativa numericamente correta, pois A e D são equivalentes.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e aplique a eficiência.
Alternativa por alternativa
Energia potencial E_p = m·g·h = 50·10·20 = 1,00×10^4 J; energia elétrica E_el = ?·E_p = 0,60·1,00×10^4 = 6,00×10^3 J.
O aluno calculou 30% da energia potencial, provavelmente dividindo a eficiência 0,60 por 2 ou multiplicando por 0,5 de forma indevida, em vez de usar diretamente o valor 0,60.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia potencial total com a energia elétrica gerada, não aplicando a eficiência corretamente.
O aluno obteve a energia potencial com ordem de grandeza errada, provavelmente por erro na contagem de potências de dez ou multiplicação por 10 a mais, e não aplicou corretamente a eficiência.
O aluno calculou corretamente o valor de 6000 J, mas escreveu o resultado com notação não padronizada (0,60×10^4). A alternativa é numericamente equivalente à A, o que indica ambiguidade na questão, e não um erro de cálculo.
O aluno subtraiu a energia elétrica da energia potencial, obtendo a energia perdida (10000 - 6000 = 4000 J), e tomou esse valor como a energia elétrica gerada.
Raio-X da questão
energia elétrica gerada
avaliacao
energia potencial · eficiência de conversão
Revisar a conversão de energia potencial em energia elétrica.
O aluno pode confundir a energia potencial total com a energia elétrica gerada, não aplicando a eficiência corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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