Um motor elétrico sustenta verticalmente uma massa de 20 kg em movimento ascendente constante com velocidade…
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 motor elétrico sustenta verticalmente uma massa de 20 kg em movimento ascendente constante com velocidade de 0,50 m/s. Considere g = 10 m/s². Calcule a potência mecânica entregue pelo motor (use P = F·v).
- A) A eficiência é calculada apenas com a potência fornecida pelo motor, desconsiderando a entrada.
- B) 100 W
- C) A potência de entrada é igual a 25 W, pois é o resultado do torque e da velocidade.
- D) A potência de saída é 36 W, pois é a potência máxima fornecida pelo motor.
- E) O torque é 1 N·m, pois a eficiência é maior que 100%, segundo a principal fórmula.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas dadas. A massa é m = 20 kg, a velocidade constante é v = 0,50 m/s e g = 10 m/s².
- Como o movimento é ascendente com velocidade constante, a aceleração é nula. Pela primeira lei de Newton, a força do motor equilibra exatamente o peso: F = m·g = 20 × 10 = 200 N.
- Aplique P = F·v: P = 200 × 0,50 = 100 W. Esse é o valor da potência mecânica entregue pelo motor, correspondente à alternativa B, que é o gabarito oficial. Resolvi a questão de forma independente e cheguei ao mesmo resultado.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A descreve um conceito de eficiência, que não é pedido pelo cálculo da potência mecânica; a alternativa C fala em potência de entrada de 25 W, valor que não sai de F·v com os dados da questão; a alternativa D afirma que 36 W é a potência máxima, mas esse valor não corresponde a F·v com F = 200 N; a alternativa E fala em torque de 1 N·m e em eficiência acima de 100%, afirmações sem base no enunciado.
💡 Dica: Calcule a força e multiplique pela velocidade.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a potência mecânica pedida com a noção de eficiência, tentando calcular um rendimento que o enunciado não fornece nem pede.
Força: F = m·g = 20·10 = 200 N. Potência: P = F·v = 200·0,50 = 100 W.
O aluno mistura potência de entrada com potência de saída e associa a potência a um torque, sem aplicar a relação P = F·v com o peso da massa.
O aluno acredita que a potência calculada seria um limite máximo do motor, quando a questão pede apenas a potência entregue com F·v, e esse valor não resulta dos dados.
Por que engana: Confundir a fórmula da potência com a de eficiência, levando a um cálculo incorreto.
O aluno tenta introduzir torque e eficiência sem necessidade, supondo que o rendimento ultrapassa 100%, o que é fisicamente impossível e não se relaciona com o cálculo de F·v.
Raio-X da questão
potência mecânica
avaliacao
cálculo de força · potência mecânica
Revisar a fórmula da potência e como calcular força em um sistema em movimento.
Confundir a fórmula da potência com a de eficiência, levando a um cálculo incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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