Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Difícil⏱ longo

DISSERTATIVA (Dif 3): Uma bateria tem fem e = 12,0 V e resistência interna r = 0,50 O; alimenta um motor com…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

DISSERTATIVA (Dif 3): Uma bateria tem fem e = 12,0 V e resistência interna r = 0,50 O; alimenta um motor com resistência externa R = 2,00 O. Determine (a) a corrente I do circuito, (b) a tensão terminal Vterm, (c) potência fornecida ao motor P_load e potência dissipada em r, P_r, e (d) eficiência ? = P_load/(P_load+P_r). Use e = I(R+r) e P = I²R.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Modelo de resposta: (a) Corrente I = e/(R + r) = 12,0 V / (2,00 O + 0,50 O) = 12,0/2,50 = 4,80 A. (b) Tensão terminal Vterm = e - I·r = 12,0 - 4,80·0,50 = 12,0 - 2,40 = 9,60 V. (c) Potência no motor P_load = I²·R = (4,80 A)²·2,00 O = 23,04·2,00 = 46,08 W. Potência dissipada na resistência interna P_r = I²·r = 23,04·0,50 = 11,52 W. (d) Eficiência ? = P_load/(P_load + P_r) = 46,08 / (46,08 + 11,52) = 46,08 / 57,60 = 0,80 = 80%. Observações: unidades SI (V, O, A, W). Método: aplicar lei das malhas (e = I(R+r)) e relações de potência elétrica P = I²R.

Explicação

Para calcular a corrente, utiliza-se a lei de Ohm, considerando a tensão total e a resistência total do circuito. A tensão terminal é obtida subtraindo-se a queda de tensão na resistência interna da tensão da bateria. As potências são calculadas usando a fórmula de potência em relação à resistência do motor e à resistência interna, e a eficiência é a razão entre a potência útil e a potência total dissipada.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Criar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

circuito elétrico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lei de Ohm · potência elétrica

📚 Reveja

Revisar as leis de Ohm e potência elétrica.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre a corrente e a resistência, aplicando a fórmula de forma incorreta e, assim, calcular valores errados para a corrente e a potência.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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