Um motor elétrico consome P_in = 500 W e fornece P_out = 420 W mecânicos. Calcule a eficiência ? (%) e 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 motor elétrico consome P_in = 500 W e fornece P_out = 420 W mecânicos. Calcule a eficiência ? (%) e a potência perdida (W). Use ? = P_out / P_in.
- A) Eficiência ? = 80%; potência perdida = 100 W.
- B) Eficiência ? = 100%; potência perdida = 0 W.
- C) Eficiência ? = 85%; potência perdida = 50 W.
- D) Eficiência ? = 90%; não há potência perdida.
- E) Eficiência ? = 84% (420/500); potência perdida = 80 W.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A potência elétrica consumida é P_in = 500 W e a potência mecânica fornecida é P_out = 420 W. Passo 2: Calcule a eficiência pela fórmula dada, eta = P_out / P_in = 420 / 500 = 0,84, ou seja, eta = 84%. Passo 3: Calcule a potência perdida como a diferença entre o que entra e o que sai: P_perdida = P_in - P_out = 500 - 420 = 80 W. Passo 4: Confira a coerência. A soma da potência útil (420 W) com a perdida (80 W) resulta na potência consumida (500 W), o que confirma o resultado. Passo 5: Compare com as alternativas. A alternativa E apresenta eta = 84% e perda de 80 W, exatamente os valores obtidos, e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A tem perda e eficiência que corresponderiam a uma saída de 400 W, não de 420 W; B supõe um motor sem perdas, o que contradiz os dados; C arredonda a eficiência de forma imprecisa e indica uma perda que não bate com 500 - 420; D afirma que não há perda, mas 500 W entrando e 420 W saindo implicam 80 W perdidos.
💡 Dica: Calcule a eficiência usando a fórmula dada.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tomou a saída como 400 W, arredondando ou trocando 420 por 400, e então calculou 400/500 = 80% e 500 - 400 = 100 W.
Ele acredita que a máquina transfere toda a energia recebida para o trabalho útil, como se nenhum motor real tivesse perdas, o que é uma intuição do dia a dia que não vale para máquinas reais.
O aluno fez uma aproximação grosseira de 420/500 para 85% e calculou a perda com um valor incorreto de 50 W, sem usar a subtração 500 - 420 corretamente.
Por que engana: Confundir a relação entre potência de entrada e saída, calculando a eficiência incorretamente como 100% ou valores muito altos.
Ele confunde eficiência com ausência de perdas, supondo que a eficiência de 90% não exige perda de energia, quando qualquer rendimento abaixo de 100% implica perda.
? = 420/500 = 0,84 ? 84%. Potência perdida = P_in - P_out = 500 W - 420 W = 80 W, dissipada em calor/perdas mecânicas.
Raio-X da questão
eficiência de motor elétrico
avaliacao
cálculo de eficiência · potência elétrica
Revisar o cálculo de eficiência e potência perdida.
Confundir a relação entre potência de entrada e saída, calculando a eficiência incorretamente como 100% ou valores muito altos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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