Física2ª sérieBNCC EM13CNT106Fácil⏱ medio

Uma bateria de 12,0 V alimenta um resistor R = 2,0 O durante 5,0 min. Calcule a energia elétrica entregue pela…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma bateria de 12,0 V alimenta um resistor R = 2,0 O durante 5,0 min. Calcule a energia elétrica entregue pela bateria usando P = V^2/R e E = P·t (tempo em segundos).

A) E = 2,16×10^3 J, pois a potência é 2,0 V ao invés de 12,0 V.
B) E = 1,08×10^4 J, calculado por E = P·t com P = V/R.
C) E = 12 000 J, usando a tensão como energia total diretamente.
D) E = 5,4×10^4 J, considerando tripla duração do tempo.
E) E = 2,16×10^4 J (72 W × 300 s = 21 600 J).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Converta o tempo para segundos. 5,0 min × 60 = 300 s.
Calcule a potência com P = V^2/R. V^2 = 12,0^2 = 144 V^2 e P = 144 / 2,0 = 72 W.
Calcule a energia com E = P·t. E = 72 × 300 = 21 600 J, ou seja, 2,16×10^4 J.
Confira a unidade. Watt vezes segundo resulta em joule, que é a unidade de energia.
Por que as outras estão erradas. A) usa uma potência de 7,2 W, que não corresponde a 12 V sobre 2,0 ohms. B) usa P = V/R, que dá corrente em ampères e não potência. C) confunde tensão com energia, pois volts e joules são grandezas diferentes. D) usa 750 s, ou seja, 12,5 min, em vez dos 300 s de 5,0 min.
Resultado: a alternativa correta é E, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule a potência antes de encontrar a energia.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno trocou a tensão pelo valor do resistor ao aplicar a fórmula e obteve uma potência de cerca de 7,2 W, errando também a escala do resultado.

Por que engana: Confundir a fórmula da potência elétrica, utilizando a tensão errada ou o tempo incorreto na multiplicação.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a potência é P = V/R, que na verdade fornece a corrente elétrica (em ampères), e não a potência em watts.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno supõe que a energia total é numericamente igual à tensão fornecida pela bateria, sem considerar o resistor, o tempo e a relação entre potência e energia.

D Erradaerro: Interpretação

O aluno interpretou mal o tempo e usou 750 s, em vez de 300 s, ao converter os 5,0 min do enunciado.

E Correta

P = V^2/R = 12,0^2/2,0 = 72 W. t = 5,0 min = 300 s. E = P·t = 72 W × 300 s = 21 600 J = 2,16×10^4 J.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

energia elétrica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência elétrica · cálculo de energia

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de potência e energia elétrica.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da potência elétrica, utilizando a tensão errada ou o tempo incorreto na multiplicação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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