Um elevador reversível com gerador desacelera uma massa m = 100 kg desde h = 20,0 m até o solo. A energia…
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 elevador reversível com gerador desacelera uma massa m = 100 kg desde h = 20,0 m até o solo. A energia potencial perdida é convertida em energia elétrica com rendimento ? = 0,75. Considere g = 10 m/s². Calcule a energia elétrica gerada (em J). Use ?U = m·g·h e E_el = ?·?U.
- A) E_el = 2,00×10^4 J
- B) E_el = ?·m·g·h = 0,75·100·10·20 = 1,50×10^4 J
- C) E_el = 0,1·m·g·h = 0,1·100·10·20
- D) E_el = 0,5·m·g·h = 0,5·100·10·20
- E) E_el = ?·m·g·(h/2) = 0,75·100·10·10
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a variação de energia potencial gravitacional: ΔU = m·g·h = 100 · 10 · 20 = 20000 J (2,00×10^4 J). Passo 2: Aplique o rendimento de 0,75 para obter a energia elétrica: E_el = η·ΔU = 0,75 · 20000 = 15000 J, ou seja, 1,50×10^4 J. Passo 3: Confira a conta: 0,75 · 100 · 10 · 20 = 75 · 200 = 15000 J. Portanto, a alternativa B está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 4: Por que as outras estão erradas: a alternativa A usa apenas ΔU (20000 J) e esquece de aplicar o rendimento; a alternativa C usa fator 0,1 em vez de 0,75, o que daria 2000 J; a alternativa D usa fator 0,5, o que daria 10000 J; a alternativa E divide a altura por 2, o que daria 7500 J, e não há indicação no enunciado de que a altura seja dividida.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e aplique o rendimento para encontrar a energia elétrica.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente a energia potencial perdida (20000 J), mas esquece de aplicar o rendimento de 0,75 e para no valor de ΔU.
?U = m·g·h = 100·10·20 = 2,00×10^4 J; energia elétrica E_el = ?·?U = 0,75·2,00×10^4 = 1,50×10^4 J.
O aluno troca o rendimento de 0,75 por 0,1, possivelmente por confusão de valores ou de escrita decimal.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da energia elétrica gerada, utilizando um rendimento incorreto ou um valor errado para a altura.
O aluno usa 0,5 como rendimento, talvez por supor que metade da energia se perde, sem seguir o dado do enunciado.
O aluno acredita que a altura efetiva é h/2, sem base no enunciado, que diz que a massa desce desde h = 20,0 m até o solo.
Raio-X da questão
energia elétrica gerada
avaliacao
energia potencial gravitacional · rendimento de máquinas
Revisar a conversão de energia potencial em energia elétrica e o cálculo de rendimento.
O aluno pode confundir a fórmula da energia elétrica gerada, utilizando um rendimento incorreto ou um valor errado para a altura.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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