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Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

— Se faltar energia a tarde, o refrigerador de vacinas aguenta? — perguntou a agente de saude, ao testar um…

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

— Se faltar energia a tarde, o refrigerador de vacinas aguenta? — perguntou a agente de saude, ao testar um painel fotovoltaico emprestado. Para decidir se valia a compra, a equipe conectou o painel a um controlador e mediu, a cada hora, a tensao (V) e a corrente (I) entregues ao sistema, em um dia sem nuvens. As leituras foram: 10-11 h: V=18 V e I=3,0 A 11-12 h: V=17 V e I=2,5 A 12-13 h: V=16 V e I=2,0 A O refrigerador consome potencia aproximadamente constante de 40 W quando ligado. Para a comunicacao interna, adotou-se 1 Wh = 3600 J e desprezou-se perdas no controlador. Interprete os dados do teste e identifique a mensagem mais adequada para informar, em linguagem de relatorio, se a energia gerada pelo painel no periodo medido atende ao funcionamento do refrigerador.

  1. A) Gerou cerca de 1,3 x 10^2 Wh, valor ligeiramente acima dos 120 Wh exigidos, portanto atende no periodo.
  2. B) Gerou cerca de 1,3 x 10^2 W, valor ligeiramente acima dos 120 W exigidos, portanto atende no periodo.
  3. C) Gerou cerca de 3,6 x 10^2 Wh, valor bem acima dos 120 Wh exigidos, portanto atende no periodo.
  4. D) Gerou cerca de 9,6 x 10^1 Wh, valor abaixo dos 120 Wh exigidos, portanto nao atende no periodo.
  5. E) Gerou cerca de 4,6 x 10^5 Wh, valor acima dos 120 Wh exigidos, portanto atende no periodo.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

  1. Potência em cada hora = tensão x corrente. Entre 10 h e 11 h: 18 V x 3,0 A = 54 W. Entre 11 h e 12 h: 17 V x 2,5 A = 42,5 W. Entre 12 h e 13 h: 16 V x 2,0 A = 32 W. Como cada leitura vale por 1 hora, a energia de cada faixa, em Wh, tem o mesmo valor numérico da potência: 54 Wh, 42,5 Wh e 32 Wh. Passo 2: Energia total gerada = 54 + 42,5 + 32 = 128,5 Wh, que é aproximadamente 1,3 x 10^2 Wh. Passo 3: Energia exigida pelo refrigerador = 40 W durante 3 horas (10 h às 13 h) = 120 Wh. Passo 4: Comparando, 128,5 Wh é maior que 120 Wh, então o painel atende ao refrigerador no período medido. A alternativa A descreve exatamente isso. Passo 5: Por que as outras estão erradas. B: confunde energia (Wh) com potência (W), que é uma grandeza diferente. C: o valor 3,6 x 10^2 não corresponde à soma correta das energias medidas. D: 9,6 x 10^1 Wh corresponde a 32 Wh x 3 e ignora que a geração variou ao longo do período. E: 4,6 x 10^5 é o valor em joules (128,5 x 3600 J), mas está escrito como Wh, erro de unidade. Passo 6: Conclusão: o gabarito oficial A está correto.

💡 Dica: Calcule a energia gerada em Wh somando as potências horárias e compare com o consumo do refrigerador.

Alternativa por alternativa

A Correta

Calcula-se P=VI em cada hora e soma-se a energia: 54+42,5+32=128,5 Wh, maior que 40 W x 3 h = 120 Wh.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno calcula corretamente o valor numérico, mas trata o resultado como potência em watts, sem perceber que o pedido é a energia acumulada em watt-hora ao longo de três horas.

Por que engana: Confundir potência instantânea com energia total gerada no período, ou não converter corretamente unidades de energia.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente faz uma soma ou multiplicação incorreta das grandezas medidas (por exemplo, somando valores de tensão ou corrente, ou aplicando um fator indevido), chegando a cerca de 360 Wh.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno considera que a potência da última leitura (16 V x 2,0 A = 32 W) se mantém durante todo o período e multiplica por 3 horas, ignorando que a geração variou a cada hora.

E Erradaerro: Atenção

O aluno converte corretamente a energia para joules (cerca de 462.600 J, que é 4,6 x 10^5 J) mas escreve o resultado como Wh, confundindo a unidade pedida.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura medio
Discriminação alto
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

energia elétrica, potência, cálculo

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência elétrica · energia elétrica

📚 Reveja

estude cálculo de potência elétrica e energia em sistemas elétricos

⚠️ Erro mais comum

Confundir potência instantânea com energia total gerada no período, ou não converter corretamente unidades de energia.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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