Durante frenagem regenerativa um motor elétrico funciona como gerador. Um veículo de massa m = 1 200 kg…
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
Durante frenagem regenerativa um motor elétrico funciona como gerador. Um veículo de massa m = 1 200 kg desloca-se a v = 20,0 m/s. O gerador tem rendimento ?_gen = 0,75 e a bateria armazena com eficiência ?_bat = 0,90. Despreze perdas rotacionais adicionais. (a) Calcule a energia cinética inicial E_c. (b) Determine a energia elétrica que pode ser armazenada na bateria a partir da recuperação. Apresente as equações e explique o processo de conversão.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
E_c = ½ m v² = 0,5·1200·(20)² = 0,5·1200·400 = 240 000 J. Energia recuperável elétrica = E_c·?_gen·?_bat = 240 000·0,75·0,90 = 162 000 J. Equações: E_c = ½ m v²; E_rec = E_c·?_gen·?_bat. O motor converte energia cinética em energia elétrica (geração) e a bateria armazena parte dessa energia segundo as eficiências dadas.
Explicação
A energia cinética inicial é calculada pela fórmula E_c = ½ m v², que considera a massa do veículo e sua velocidade. A energia elétrica recuperável é obtida multiplicando a energia cinética pelo rendimento do gerador e pela eficiência da bateria, refletindo as perdas durante o processo de conversão e armazenamento. Esse cálculo demonstra como a energia do movimento do veículo pode ser eficientemente transformada e armazenada para uso posterior.
Raio-X da questão
frenagem regenerativa
avaliacao
energia cinética · conservação de energia
Revisar conceitos de energia cinética e eficiência em sistemas elétricos.
O aluno pode confundir a energia cinética com a energia potencial, não aplicando corretamente a fórmula para calcular a energia cinética inicial do veículo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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