Num motor, uma bobina retangular de N = 120 voltas e área A = 1,5×10?² m² percorre corrente I = 4,0 A em campo…
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
Num motor, uma bobina retangular de N = 120 voltas e área A = 1,5×10?² m² percorre corrente I = 4,0 A em campo magnético uniforme B = 0,30 T. A bobina gira a velocidade angular ? = 100 rad/s. Calcule o torque máximo t = N·I·A·B (N·m) e a potência mecânica P = t·? (W).
- A) t = 0,04 N·m; P = 40 W
- B) t = 3,60 N·m; P = 360 W
- C) t = 120 N·m; P = 1200 W
- D) t = 2,16 N·m; P = 216 W.
- E) t = 1,00 N·m; P = 100 W
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: N = 120 voltas, I = 4,0 A, A = 1,5×10^-2 m², B = 0,30 T e ômega = 100 rad/s. Passo 2: Calcule o torque t = N·I·A·B. Primeiro multiplique N·I = 120 × 4,0 = 480. Depois calcule A·B = 1,5×10^-2 × 0,30 = 4,5×10^-3 = 0,0045. Por fim, 480 × 0,0045 = 2,16 N·m. Passo 3: Calcule a potência mecânica P = t·ômega = 2,16 × 100 = 216 W. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa D traz t = 2,16 N·m e P = 216 W, que coincidem com o resultado obtido. Portanto, o gabarito D está correto. Por que as outras estão erradas: A tem valores muito pequenos, indicando erro na ordem de grandeza ou em fatores omitidos; B tem t = 3,60 N·m, que não corresponde ao produto correto dos fatores; C multiplica o número de espiras por um valor que ignora I, A e B; E tem t = 1,00 N·m, que não resulta do produto N·I·A·B.
💡 Dica: Aplique as fórmulas de torque e potência mecânica.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente multiplicou apenas parte dos fatores ou cometeu erro com a potência de 10 da área, chegando a um torque muito pequeno.
O aluno parece ter feito a multiplicação de N, I, A e B com um valor incorreto para a área ou para um dos fatores intermediários, obtendo 3,60 N·m.
Por que engana: Confundir as unidades de torque e potência, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno acredita que o torque depende principalmente do número de espiras, ignorando a corrente, a área e o campo magnético no produto.
t = N·I·A·B = 120·4,0·1,5×10?²·0,30 = 2,16 N·m. P = t·? = 2,16·100 = 216 W.
O aluno arredondou ou simplificou o produto dos fatores para 1, sem efetuar corretamente a multiplicação de N·I·A·B.
Raio-X da questão
torque e potência mecânica
avaliacao
cálculo de torque · cálculo de potência
Revisar as fórmulas de torque e potência em circuitos elétricos.
Confundir as unidades de torque e potência, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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