Um neuroestimulador proposto para uso clínico consome potência média P = 0,5 W. A bateria prevista tem 3,6 V e…
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 neuroestimulador proposto para uso clínico consome potência média P = 0,5 W. A bateria prevista tem 3,6 V e capacidade 2000 mAh. Calcule a autonomia em horas e indique se atende ao requisito operacional de 8 h por carga.
- A) O neuroestimulador consome 2 W, então a autonomia é 3,6 h.
- B) A autonomia é de 2 horas, muito inferior ao requisito.
- C) A autonomia é de 20 horas, muito acima do necessário.
- D) Autonomia ˜ 14,4 h; atende ao requisito de 8 h.
- E) A bateria tem apenas 1,8 Wh de capacidade.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Potência média P = 0,5 W, tensão V = 3,6 V e capacidade da bateria = 2000 mAh, que equivale a 2 Ah. Passo 2: Calcule a energia armazenada, que é tensão vezes capacidade em ampère-hora: E = 3,6 V x 2 Ah = 7,2 Wh. Passo 3: Calcule a autonomia dividindo a energia pela potência média: t = E / P = 7,2 Wh / 0,5 W = 14,4 h. Passo 4: Compare com o requisito operacional de 8 h por carga. Como 14,4 h é maior que 8 h, o neuroestimulador atende ao requisito. Passo 5: Verifique as alternativas erradas. A alternativa A confunde a potência com a capacidade e ainda afirma que o consumo é 2 W, o que não está no enunciado. A alternativa B ignora a tensão e não chega ao valor de 14,4 h. A alternativa C erra a multiplicação da energia e chega a 20 h, valor que não corresponde ao cálculo. A alternativa E calcula 0,5 x 3,6 = 1,8, multiplicando a potência pela tensão como se fosse corrente, e afirma erroneamente que a energia é 1,8 Wh. Observação: na alternativa D há um símbolo '˜' que deve ser lido como 'aproximadamente' (≈), o que não altera a resposta correta.
💡 Dica: Calcule a energia total da bateria e divida pela potência do neuroestimulador.
Alternativa por alternativa
Trocou a potência pela capacidade: dividiu a energia de 7,2 Wh por 2 e afirmou que o consumo é 2 W, valor que não aparece no enunciado.
Ignorou a tensão de 3,6 V ao converter a capacidade em energia e fez uma divisão incorreta com a potência de 0,5 W, obtendo 2 h como se a bateria tivesse energia muito menor que a real.
Por que engana: Confundir a relação entre potência, tensão e capacidade, resultando em um cálculo incorreto da autonomia.
Errou o valor da energia da bateria, usando uma tensão ou um produto incorreto que resultaria em cerca de 10 Wh, e depois dividiu por 0,5 W, chegando a 20 h.
Capacidade 2000 mAh = 2,0 Ah. Energia = V·Q = 3,6 V·2,0 Ah = 7,2 Wh. Tempo t = E/P = 7,2 Wh / 0,5 W ˜ 14,4 h, superior a 8 h.
Multiplicou a potência de 0,5 W pela tensão de 3,6 V como se fosse corrente vezes tensão, obtendo 1,8, e concluiu que esse valor é a energia da bateria em Wh, quando a energia correta é tensão vezes capacidade.
Raio-X da questão
autonomia de bateria
avaliacao
cálculo de potência · cálculo de capacidade de bateria
Revisar cálculos de potência e capacidade de bateria.
Confundir a relação entre potência, tensão e capacidade, resultando em um cálculo incorreto da autonomia.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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