Uma bateria de 12 V alimenta um motor que consome 2,0 A. Considerando eficiência do motor ? = 80%, calcule a…
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
Uma bateria de 12 V alimenta um motor que consome 2,0 A. Considerando eficiência do motor ? = 80%, calcule a potência mecânica útil (W). Use P_el = V·I.
- A) 19.2 W
- B) A potência é calculada como P = t·1800.
- C) P é 500 N·m/s a 1800 rpm.
- D) Torque de 5,6 N·m gera potência de 500 W.
- E) Torque de 5,6 N·m a 3600 rpm gera 1000 W.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A tensão da bateria é V = 12 V, a corrente consumida é I = 2,0 A e a eficiência do motor é 80%, ou seja, 0,80. Passo 2: Calcule a potência elétrica de entrada com P_el = V·I. Então P_el = 12 × 2,0 = 24 W. Passo 3: Como a eficiência relaciona a potência útil (mecânica) com a potência elétrica absorvida, use P_util = eficiência × P_el. Então P_util = 0,80 × 24 = 19,2 W. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é A (19,2 W), que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B descreve uma expressão sem relação com tensão, corrente ou eficiência; C usa um valor de torque e rotação que não aparece no enunciado e não converte rpm em rad/s; D tenta obter potência apenas a partir de um torque, sem a velocidade de rotação; E combina torque e rotação sem conversão de unidades e sem usar os dados da bateria e da eficiência.
💡 Dica: Calcule a potência elétrica e aplique a eficiência para encontrar a potência mecânica.
Alternativa por alternativa
Potência elétrica fornecida P_in = V·I = 12·2,0 = 24 W. Potência mecânica útil P_útil = ?·P_in = 0,80·24 = 19,2 W.
O aluno acredita que a potência pode ser obtida multiplicando o tempo por um valor fixo, confundindo potência com energia ou com uma grandeza que depende do tempo.
Por que engana: O aluno pode confundir a potência elétrica com a potência mecânica, utilizando a fórmula errada para o cálculo.
O aluno associa potência a um torque e a uma rotação sem fazer a conversão de rpm para rad/s e sem usar os dados elétricos e a eficiência do enunciado; a unidade N·m/s aparece, mas o valor não resulta de cálculo.
O aluno acha que um torque isolado determina a potência, esquecendo que a potência mecânica depende também da velocidade angular.
O aluno multiplica torque por rotação sem converter as unidades (rpm para rad/s) e ignora a potência elétrica de 24 W e a eficiência de 80%, o que leva a um valor incoerente com os dados da questão.
Raio-X da questão
potência mecânica útil
avaliacao
potência elétrica · cálculo de eficiência
Revisar o cálculo de potência elétrica e eficiência de motores.
O aluno pode confundir a potência elétrica com a potência mecânica, utilizando a fórmula errada para o cálculo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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