Explique qualitativa e quantitativamente como torque t (N·m), velocidade angular ? (rad/s) e potência mecânica…
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
Explique qualitativa e quantitativamente como torque t (N·m), velocidade angular ? (rad/s) e potência mecânica P (W) se relacionam num motor elétrico. Em seguida calcule P quando t = 2,0 N·m e ? = 100 rad/s e comente como eficiência e aquecimento alteram a energia entregue.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Relação fundamental: P = t·? (t em N·m, ? em rad/s, P em W). Cálculo: P = 2,0 N·m · 100 rad/s = 200 W. A eficiência ? = P_mec / P_el indica fração convertida; perdas elétricas e mecânicas (aquecimento nas bobinas, resistência elétrica, atrito) desviam energia para calor. Ex.: se P_el = 250 W então ? = 200/250 = 0,80. O aquecimento eleva a resistência dos condutores, aumenta perdas Joule e pode reduzir torque útil para mesma corrente, diminuindo a potência mecânica disponível ao eixo.
Explicação
A relação entre torque, velocidade angular e potência mecânica é expressa pela fórmula P = t·?, que permite calcular a potência gerada por um motor elétrico. O cálculo apresentado demonstra como, com valores específicos de torque e velocidade, é possível determinar a potência em watts. A análise da eficiência e do aquecimento destaca como as perdas de energia impactam o desempenho do motor, reduzindo a potência útil disponível.
Raio-X da questão
torque, velocidade angular, potência
avaliacao
relações entre torque e potência · velocidade angular e eficiência
Revisar a relação entre torque, velocidade angular e potência em motores.
O aluno pode confundir a relação entre torque e potência, utilizando a fórmula errada ou não considerando a unidade correta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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