Um gerador apresenta torque resistivo t = 0,20 N·m e gira com velocidade angular ? = 50 rad/s. 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
Um gerador apresenta torque resistivo t = 0,20 N·m e gira com velocidade angular ? = 50 rad/s. Calcule a potência mecânica associada à rotação.
- A) 100 W, porque potencia é sempre maior em velocidades elevadas.
- B) 1 N·m, pois torque e velocidade angular não têm relação direta.
- C) 10 W
- D) 2 W, equivalente ao torque dividido pela velocidade.
- E) 5 N·m, sendo a medida da velocidade rotacional.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O torque resistivo é t = 0,20 N·m e a velocidade angular é 50 rad/s.
- Lembre a relação entre potência mecânica, torque e velocidade angular em rotação: P = t × omega (potência é o produto do torque pela velocidade angular). Essa relação vem da definição de trabalho de um torque ao longo de um deslocamento angular.
- Substitua os valores: P = 0,20 × 50 = 10 W. A unidade fica coerente, pois N·m multiplicado por rad/s dá N·m/s, que é o watt (rad é adimensional).
- Logo, a alternativa correta é a C, 10 W. Resolvi a questão sem usar o gabarito e o resultado coincide com ele.
- Por que as outras estão erradas: a A usa uma justificativa falsa, pois a potência depende do produto do torque pela velocidade e não só da velocidade; a B afirma que não há relação, mas a potência rotacional justamente relaciona as duas grandezas; a D troca a multiplicação por divisão, o que daria 0,004, e não 2 W; a E confunde a velocidade angular com a unidade de torque, pois N·m é unidade de torque e não de velocidade, e o resultado de uma potência deve estar em watts.
💡 Dica: Use a fórmula da potência mecânica: P = t * ω.
Alternativa por alternativa
Acredita que a potência depende basicamente da velocidade, achando que ela cresce sempre que a velocidade é alta, e ignora o torque no cálculo. Assim, chega a 100 W por um raciocínio ou multiplicação incorretos.
Por que engana: Confundir a relação entre torque e velocidade angular, levando a um cálculo incorreto da potência mecânica.
Acha que torque e velocidade angular não se relacionam e, sem usar a fórmula P = t × omega, devolve o próprio valor do torque como se fosse a resposta.
Potência rotacional P = t·? = 0,20 N·m · 50 rad/s = 10 W.
Aplica divisão em vez de multiplicação, calculando torque dividido pela velocidade. Esse método não corresponde à fórmula da potência rotacional e ainda não produz o valor 2 W.
Confunde grandezas e unidades, tomando a velocidade rotacional como se fosse uma grandeza medida em N·m. O resultado de potência deve ser expresso em watts, não em N·m.
Raio-X da questão
potência mecânica
avaliacao
potência mecânica · torque e velocidade angular
Revisar a fórmula da potência em sistemas rotativos.
Confundir a relação entre torque e velocidade angular, levando a um cálculo incorreto da potência mecânica.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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