— Professora, como a calçada transforma nossos passos em energia? — perguntou um estudante durante a visita a…

Questão

— Professora, como a calçada transforma nossos passos em energia? — perguntou um estudante durante a visita a uma praça em Curitiba. Sob o piso foram instaladas 50 placas piezoelétricas, cada uma com área de 0,5 m2 e coeficiente de conversão de 0,1%. A cada passo, aplica-se em média uma força de 400 N que gera um deslocamento de 0,005 m, resultando em cerca de 0,002 J de energia elétrica por passo. Com mil passos por hora, o sistema produziu aproximadamente 2 J/h. Esses dados ilustrativos demonstram o potencial de captação de energia em ambientes urbanos, embora revelem desafios para aplicações de maior escala. Analise o texto-base e identifique qual característica limita a eficiência de conversão energética do sistema de placas piezoelétricas?

1. A) Deslocamento de 0,005 m por passo
2. B) Forca de 400 N exercida por passo
3. C) Coeficiente de conversao de 0,1%
4. D) Area de 0,5 m2 de cada placa
5. E) Mil passos por hora registrados

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Calcule a energia mecânica recebida a cada passo. Trabalho = força x deslocamento = 400 N x 0,005 m = 2 J.
2. Compare com a energia elétrica produzida, que é 0,002 J por passo. A razão entre elétrica e mecânica é 0,002 / 2 = 0,001, ou seja, 0,1%. Esse valor coincide com o coeficiente de conversão informado, então ele é o fator que limita a eficiência: somente 0,1% da energia recebida vira eletricidade.
3. A alternativa A está errada, porque o deslocamento é um dos fatores que compõem a energia recebida, e não a causa da baixa conversão.
4. A alternativa B está errada, porque a força de 400 N é a entrada de energia do sistema e, quanto maior, mais energia disponível há para converter.
5. A alternativa D está errada, porque a área da placa aumenta a quantidade total captada, mas não determina a proporção convertida em energia elétrica.
6. A alternativa E está errada, porque o número de passos por hora define o total produzido ao longo do tempo, e não a eficiência de conversão em cada passo.
7. Conclusão: o gabarito C está correto. O coeficiente de 0,1% é a característica que limita a eficiência do sistema.

💡 Dica: Identifique o fator que limita a eficiência energética no texto.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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