Um gerador de manivela é acionado por um operador que aplica força tangencial Ft = 25 N a um raio r = 0,17 m…
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 de manivela é acionado por um operador que aplica força tangencial Ft = 25 N a um raio r = 0,17 m, mantendo rotação de 60 rpm. A saída elétrica medida é 20 W. Descreva procedimento experimental, faça os cálculos da potência mecânica entregue e do rendimento, apresentando fórmulas e unidades, e proponha três medidas para aumentar a potência elétrica entregue.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Procedimento: medir Ft com dinamômetro, r com régua e rotação com tacômetro; medir tensão e corrente da saída com voltímetro e amperímetro para obter P_el. Cálculos: torque t = Ft·r = 25 N·0,17 m = 4,25 N·m. Velocidade angular ? = 2p·(60 rpm/60 s) = 2p rad/s. Potência mecânica P_mech = t·? = 4,25 N·m · 2p rad/s ˜ 26,7 W. Rendimento ? = P_el / P_mech = 20 W / 26,7 W ˜ 0,75 ˜ 75%. Unidades: t (N·m), ? (rad/s), P (W). Medidas para aumentar P_el: 1) aumentar a cadência (rpm) ou usar relação de transmissão para elevar ?; 2) aumentar Ft ou o braço r (maior t), respeitando conforto e segurança; 3) reduzir perdas (menor atrito mecânico, melhor acoplamento elétrico, usar componentes com menor resistência) e adequar carga elétrica para máxima transferência de potência. Relate incertezas e repita medidas para média.
Explicação
O procedimento experimental descrito é claro e detalha os instrumentos necessários para medir as variáveis relevantes, garantindo a precisão dos dados. Os cálculos apresentados seguem a lógica física adequada, utilizando fórmulas apropriadas para determinar o torque, a velocidade angular e a potência mecânica, além de calcular o rendimento de forma correta. As medidas propostas para aumentar a potência elétrica são práticas e baseadas em princípios de engenharia, abordando tanto a otimização do sistema quanto a redução de perdas.
Raio-X da questão
potência mecânica e rendimento
avaliacao
potência mecânica · rendimento
Revisar os conceitos de potência mecânica e rendimento em sistemas de energia.
O aluno pode confundir potência mecânica com potência elétrica, não aplicando corretamente as fórmulas para cada tipo de potência.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um gerador fornece 5,00 kW de potência elétrica com eficiência 85%. Se o eixo do gerador gira a 120 rad/s, determine a…
- Projete e analise um gerador de corrente alternada formado por uma única bobina retangular com N = 150 voltas e lados a…
- Um gerador manual aplica um torque t = 2,0 N·m e gira a 120 rpm. Calcule a potência mecânica P produzida pelo eixo do…
- Um gerador hidráulico fornece 1200 W de potência mecânica no eixo. O gerador tem eficiência 85% (mec?el) e alimenta um…
- Um sistema eólico entrega 500 W de potência mecânica ao eixo de um gerador. O gerador tem eficiência 80% (converte…
- Um gerador produz potência elétrica útil de 2,0 kW quando gira a 3000 rpm. Considerando potência mecânica entregue ao…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog