Uma resistência elétrica R = 20,0 O é ligada a uma fonte V = 120 V durante t = 10,0 min. Usando P = V²/R (V em…
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma resistência elétrica R = 20,0 O é ligada a uma fonte V = 120 V durante t = 10,0 min. Usando P = V²/R (V em V, R em O, P em W) e E = P·t (t em s, E em J), calcule (a) a potência elétrica P e (b) a energia elétrica E consumida.
- A) A potência é P = 800 W e energia E = 5,76×105 J.
- B) A potência é P = 600 W e energia E = 3,60×105 J.
- C) P = 720 W; E = 4,32×105 J (432 kJ).
- D) A potência é P = 1000 W e energia E = 6,00×105 J.
- E) A potência é P = 240 W e energia E = 1,44×105 J.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: R = 20,0 Ω, V = 120 V e t = 10,0 min. Como a fórmula E = P·t usa t em segundos, converta o tempo: 10,0 min = 10,0 × 60 = 600 s.
- Calcule a potência com P = V²/R. Primeiro, V² = 120² = 14400. Depois, P = 14400 / 20 = 720 W.
- Calcule a energia com E = P·t = 720 × 600 = 432000 J, ou seja, E = 4,32×10^5 J (432 kJ).
- Compare com o gabarito oficial. A alternativa C traz P = 720 W e E = 4,32×10^5 J, o que confere com o cálculo feito acima. Portanto, o gabarito está correto.
- Por que as outras estão erradas. A traz P = 800 W, valor que não resulta de 14400/20. B traz P = 600 W, também incompatível com a fórmula. D traz P = 1000 W, que não corresponde ao cálculo. E traz P = 240 W, que não corresponde a V²/R com R = 20 Ω.
💡 Dica: Calcule a potência antes de determinar a energia.
Alternativa por alternativa
O aluno errou a divisão de V² por R e obteve 800 W em vez de 720 W, depois propagou o erro para a energia.
Por que engana: Confundir a fórmula de potência com a de energia, aplicando incorretamente os valores de tensão e resistência.
O aluno calculou a potência de forma incorreta, obtendo 600 W, e manteve o tempo correto na multiplicação, o que gerou E = 3,60×10^5 J.
P calculada por P = V²/R = 120²/20 = 720 W; t = 10,0 min = 600 s; E = P·t = 720·600 = 432000 J.
O aluno obteve 1000 W na potência, possivelmente por erro de cálculo ou arredondamento de V² ou de R, e multiplicou corretamente por 600 s para chegar a 6,00×10^5 J.
O aluno confundiu a potência com a corrente elétrica (I = V/R = 6 A) e fez outra operação incorreta, chegando a 240 W, o que depois gerou E = 1,44×10^5 J.
Raio-X da questão
potência e energia elétrica
avaliacao
cálculo de potência elétrica · unidades de medida de energia
Revisar as fórmulas de potência e energia elétrica.
Confundir a fórmula de potência com a de energia, aplicando incorretamente os valores de tensão e resistência.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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