Física2ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

Um motor de máquina de lavar tem potência elétrica média de 800 W e opera durante 40 min. O trabalho mecânico…

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

Um motor de máquina de lavar tem potência elétrica média de 800 W e opera durante 40 min. O trabalho mecânico útil por ciclo é 1,50×10^6 J. Calcule a eficiência percentual do motor usando ? = (W_out / E_in)·100%.

A) ? = 90%;
B) ? ˜ 78.1%.
C) ? = 60%;
D) ? = 100%;
E) ? = 50%;

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A potência elétrica média é 800 W, o tempo de operação é 40 min e o trabalho mecânico útil por ciclo é 1,50 x 10^6 J. A eficiência é eta = (W_out / E_in) x 100%.
Converta o tempo para segundos, pois a potência está em watts (joules por segundo). 40 min = 40 x 60 s = 2400 s.
Calcule a energia elétrica consumida: E_in = P x t = 800 x 2400 = 1 920 000 J = 1,92 x 10^6 J.
Calcule a eficiência: eta = (1,50 x 10^6 / 1,92 x 10^6) x 100% = 0,78125 x 100% = 78,125%, que arredondado é aproximadamente 78,1%.
Compare com o gabarito. O resultado obtido coincide com a alternativa B, que é o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A (90%) é maior do que a razão real entre trabalho útil e energia consumida. C (60%) não corresponde a nenhuma conversão correta dos dados. D (100%) exigiria que toda a energia elétrica fosse convertida em trabalho útil, o que ignora as perdas térmicas do motor. E (50%) implicaria que metade da energia é perdida, valor que não sai dos dados do enunciado.

💡 Dica: Calcule a energia total consumida e aplique a fórmula da eficiência.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comuma que mais engana

Estimou a eficiência por intuição, supondo que um motor doméstico deve ter rendimento alto, sem fazer a razão entre trabalho útil e energia elétrica consumida.

Por que engana: Confundir a relação entre trabalho útil e energia total, resultando em um valor de eficiência incorreto.

B Correta

E_in = P·t = 800 W · (40 min · 60 s/min) = 800 · 2400 s = 1.92×10^6 J. ? = 1.50×10^6 J / 1.92×10^6 J ·100% ˜ 78.125% ˜ 78.1%.

C Erradaerro: Procedimental

Provavelmente não converteu os minutos em segundos ou usou um valor de energia que não corresponde a 800 W durante 40 min, obtendo um quociente arbitrário.

D Erradaerro: Conceitual

Assumiu que todo o consumo elétrico vira trabalho útil, desconsiderando as perdas por calor e atrito inerentes ao motor.

E Erradaerro: Senso comum

Supôs que metade da energia se perde, um palpite sem base nos dados, em vez de calcular a razão entre 1,50 x 10^6 J e 1,92 x 10^6 J.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

eficiência de motores

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência e trabalho · cálculo de eficiência

📚 Reveja

Revisar o cálculo de eficiência e a relação entre trabalho e energia.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre trabalho útil e energia total, resultando em um valor de eficiência incorreto.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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