Questões dissertativas de Física — Ensino Médio (p. 18)

✍️ Dissertativa DISERTATIVA — Um pequeno gerador de corrente alternada é formado por uma espira múltipla com N = 200 voltas, área A = 5,0×10?³ m², imersa num campo magnético uniforme B = 0,100 T e girando a 3000 rpm (f = 50 Hz). A… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte analisando, com cálculos, a variação de entropia e as implicações da Segunda Lei em um processo irreversível: um bloco de cobre de massa m = 2,0 kg (capacidade térmica específica c = 385 J·kg?¹·K?¹) inicialmente… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte para a comunidade: calcule e explique o trabalho e a potência necessários quando três alunos erguem juntos uma criança de massa m = 30 kg até o topo de uma pirâmide a ?h = 1,20 m em t = 4,0 s. Use g = 10 m/s² e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma pequena plataforma elevatória deve erguer uma massa m = 200 kg à altura h = 10,0 m em tempo t = 40,0 s com velocidade constante. Considere g = 10 m/s². O motor elétrico tem eficiência ?_motor = 0,80 e é alimentado… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte: num circuito de carrinho de rolimã, o carrinho A (m1 = 12 kg) desce sem atrito de uma rampa de altura h = 2,0 m; ao atingir a pista nivelada colide plasticamente com um carrinho B em repouso (m2 = 8,0 kg)… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma espira quadrada com N = 100 voltas e lado a = 0,10 m (A = a²) gira com velocidade angular ? = 50 rad/s em campo B = 0,60 T; a espira está conectada a R = 5,0 O. Determine: (a) e_max; (b) I_max; (c) expressão de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Comunidade isolada: E_daily = 120 kWh/dia. Dados: G_med = 5,00 kWh·m?²·dia?¹; ?_pv = 18%; ?_inv = 95%; ?_bat = 90%; DoD = 80%; ?_g = 35%; Q_diesel = 43 MJ/kg; ?_diesel = 0,85 kg/L. Calcule: (a) área PV A e capacidade de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (DISSERTATIVA Dif.3) Dimensione um sistema fotovoltaico com armazenamento para atender uma escola rural com consumo diário E_daily = 200 kWh. Dados: irradiância média G = 5,00 kWh·m?²·dia?¹; painel elétrico rendimento… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante uma corrida de revezamento de 40 m, o corredor A (massa m = 30 kg) parte do repouso e atinge v = 6,0 m/s em t = 3,0 s durante a aceleração inicial. Calcule: (a) aceleração média a (m/s²); (b) força horizontal… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte comparando energeticamente e ambientalmente duas soluções para suprir E_daily = 60,0 kWh·dia?1 de uma unidade de saúde remota: A) grupo gerador diesel com consumo específico 0,27 L·kWh?1 e emissão 2,68 kg… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (DISSERTATIVA, dif.3) Uma comunidade rural consome P_load = 75,0 kW a d = 20,0 km da subestação. Compare duas soluções de distribuição: (A) linha 11 kV com r = 0,150 O/km e custo de implantação 12 000 R$/km (sem… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma usina deve entregar P_load = 180 kW contínuos a d = 15,0 km. A linha possui resistência por km r = 0,12 O/km (R = r·d). A geração é a V_g = 400 V. Deseja-se limitar perdas Joule na linha a no máximo 5% da potência… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Uma comunidade consome P_load = 250 kW contínuos a d = 10,0 km da usina. A linha tem resistência por km r_km = 0,15 O/km (R_linha = r_km·d). A usina gera V_gen = 400 V. Determine a tensão mínima de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto: microrede precisa de P_load = 15,0 kW em U_serv = 230 V; a subestação está a d = 5,00 km. Condutor de cobre tem ? = 1,70×10?8 O·m e raio r = 3,00 mm. Compare: (A) transmitir em 230 V; (B) elevar para 11,0 kV e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Considere um jogo tradicional de lançamento de dardo: uma criança arremessa um dardo de massa m = 0,800 kg com velocidade inicial v0 = 14,0 m/s a partir do solo. O alvo está a D = 20,0 m na horizontal, mesma altura do… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto: Uma vila isolada precisa de P_load = 15,0 kW a U_serv = 230 V; a usina fica a d = 2,00 km. Opção A: transmissão direta a 230 V por cabo de cobre A = 50,0 mm². Opção B: elevar para 11,5 kV e transmitir pela mesma… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Escola: E_day = 150 kWh/dia, P_peak = 30 kW, rede a 6,0 km. Compare energeticamente três opções: A) gerador diesel s = 0,28 L/kWh, ? = 36×10^6 J/L; B) PV telhado A_roof = 220 m², ?_p = 0,18, G = 4,5 kWh/m²·dia, ?_inv =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma vila consome E_day = 600 kWh/dia com pico P_peak = 80 kW. Três opções: A) gerador diesel com eficiência ?_diesel = 0,35, custo combustível C = 1,00 R$/kWh_fuel e emissões 0,27 kg CO2/MJ; B) micro-hídrica com h = 6,0… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Comunidade com demanda diária E_day = 480 kWh/dia (40 residências). Avalie duas soluções: A) gerador diesel com consumo específico s = 0,28 L/kWh; B) PV com irradiância média G = 5,0 kWh/m²·dia, painel ?_panel = 18% e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma comunidade isolada consome E_day = 360 kWh/dia com pico P_peak = 50 kW. Disponível irradiância média t_sol = 5,0 h/dia. Gerador diesel consome 0,28 L/kWh e o combustível custa R$ 5,00/L. Avalie, com cálculos, a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma comunidade necessita de E_req = 1,20×10^8 J para cobrir picos de consumo. Compare duas soluções físicas: (A) armazenar energia elevando água a h = 40,0 m com eficiência ?_A = 0,85 (use g = 10 m/s² e E_disp =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Analise as forças que atuam em uma pipa em voo estacionário e calcule se a sustentação é suficiente para manter uma pipa de área A = 0,50 m² e massa equivalente (peso) W = 10,0 N voando com vento de velocidade v = 8,0… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um parque eólico quer suprir uma carga P_load = 10,0 kW por t = 10,0 min quando o vento cessa. Propõe-se um volante de inércia cilíndrico maciço (massa m = 500 kg, raio R = 0,800 m, I = 1/2 m R²). Usando E_rot = 1/2 I… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um automóvel de massa M = 1,20×10³ kg desloca-se a v = 20,0 m/s. Essa energia cinética é transferida integralmente para um volante maciço (I = ½ m_f R²) de massa m_f = 80,0 kg e raio R = 0,250 m inicialmente em repouso… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa DISSERTATIVA (dif. 3). Um sistema de armazenamento por contrapeso eleva massa m = 5,00×10^3 kg até h = 20,0 m para armazenar energia potencial. Considere g = 10 m/s², rendimento de elevação ?_motor = 0,90 e rendimento do… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto: um moinho sofre quedas de potência de ?P = 2,00 kW durante t = 30 s. Proponha um volante de inércia (cilindro maciço) de raio r = 0,250 m que gire até n = 1800 rpm para suprir essa energia. Calcule a massa m do… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um tambor metálico esférico de raio R = 0,30 m acumulou carga total Q = +1,20×10?5 C por atrito durante transporte de solventes. Uma partícula contaminante com carga q = -2,00×10?? C e massa m = 1,0×10?? kg é atraída do… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em um tambor metálico de armazenamento aproximado por esfera, Q = +2,0×10^-6 C e R = 0,20 m. Calcule (a) potencial V da esfera, (b) intensidade do campo E na superfície, (c) energia eletrostática armazenada U. Compare E… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em um sistema de desinfecção por nebulização, gotículas carregadas com q = +5,0×10^-12 C e massa m = 2,0×10^-9 kg percorrem o espaço entre placas paralelas separadas d = 0,10 m. a) Determine a menor diferença de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em um depósito, duas peças metálicas paralelas aproximam-se formando um capacitor aproximado por placas de área A = 0,20 m² separadas por d = 1,0×10^-2 m. As placas acumulam cargas ±Q com Q = 2,0×10^-4 C. a) Calcule a… Ver resposta esperada e explicação