Em uma micro-hidrelétrica, 100 kg de água descem 10 m. Usando g = 10 m/s² e supondo que o gerador converte 80%…
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
Em uma micro-hidrelétrica, 100 kg de água descem 10 m. Usando g = 10 m/s² e supondo que o gerador converte 80% da energia potencial em elétrica, qual a energia elétrica gerada?
- A) 12 000 J
- B) 4 000 J
- C) 5 000 J
- D) 8 000 J
- E) 10 000 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: massa m = 100 kg, altura h = 10 m, g = 10 m/s² e rendimento de 80% na conversão de energia potencial em elétrica.
- Calcule a energia potencial gravitacional da água: Ep = m x g x h = 100 x 10 x 10 = 10 000 J.
- Aplique o rendimento de 80%: a energia elétrica gerada é 0,80 x 10 000 J = 8 000 J.
- Conclusão: a alternativa correta é a D (8 000 J), que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (12 000 J) soma 20% à energia, quando o rendimento só pode reduzir a energia disponível; B (4 000 J) reduz a energia pela metade, como se a fórmula tivesse um fator 1/2 indevido; C (5 000 J) corresponde a 50% da energia potencial, percentual que não corresponde ao rendimento dado; E (10 000 J) é a energia potencial total, ignorando o rendimento de 80% informado no enunciado.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e aplique a porcentagem de conversão.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente acrescentou 20% à energia potencial em vez de retirar 20%, tratando o rendimento de 80% como se fosse um ganho de energia.
Por que engana: O aluno pode calcular a energia potencial total e não considerar a eficiência do gerador, resultando em um valor maior do que o correto.
O aluno provavelmente introduziu um fator 1/2 na fórmula, confundindo a energia potencial com a energia cinética (mv²/2), e depois aplicou o rendimento.
O aluno provavelmente calculou 50% da energia potencial, trocando o percentual de 80% por 50% ou aplicando um fator de metade sem justificativa.
Energia potencial mgh = 100·10·10 = 10 000 J; energia elétrica = 0,80·10 000 = 8 000 J.
O aluno provavelmente calculou a energia potencial total de 10 000 J e esqueceu de aplicar o rendimento de 80% dado no enunciado.
Raio-X da questão
energia potencial e elétrica
avaliacao
energia potencial gravitacional · conversao de energia
Revisar o cálculo de energia potencial e conversão de energia.
O aluno pode calcular a energia potencial total e não considerar a eficiência do gerador, resultando em um valor maior do que o correto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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