FísicaENEMBNCC EM13CNT107Difícil⏱ longo

Tabela: máquina DC alimentada por V = 24 V; resistência do enrolamento R = 0,50 O; constante torque k = 0,05…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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

Tabela: máquina DC alimentada por V = 24 V; resistência do enrolamento R = 0,50 O; constante torque k = 0,05 N·m/A. Para cargas que exigem torques de 0,5; 0,8; 1,2 N·m calcule a corrente e a potência elétrica P_in = V·I. Analise e escolha a afirmação correta sobre a condição T = 0,8 N·m.

A) I = 24 A; P_in = 576 W; queda em R = 12 V.
B) I = 16 A; P_in = 384 W; mas queda em R = 16 V.
C) I = 8 A; P_in = 192 W; queda em R = 4 V.
D) I = 16 A; P_in = 384 W; queda em R = 8 V — afirmação correta.
E) I = 10 A; P_in = 240 W; queda em R = 5 V.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique a relação entre torque e corrente em uma máquina DC: o torque é proporcional à corrente, T = k·I, com k = 0,05 N·m/A.
Calcule a corrente para T = 0,8 N·m: I = T/k = 0,8/0,05 = 16 A.
Calcule a potência elétrica de entrada: P_in = V·I = 24 × 16 = 384 W.
Calcule a queda de tensão na resistência do enrolamento: V_R = I·R = 16 × 0,50 = 8 V.
Conclusão: a alternativa D traz I = 16 A, P_in = 384 W e queda em R = 8 V, todos corretos, e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque I = 24 A não resulta de T/k; a B está errada porque a queda em R deveria ser 8 V, não 16 V; a C está errada porque I = 8 A decorre de dividir o torque por um valor de k que não é o do enunciado; a E está errada porque I = 10 A corresponde ao torque de 0,5 N·m, não de 0,8 N·m.

💡 Dica: Calcule a corrente usando a relação entre torque e corrente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Tratou a tensão da fonte (24 V) como se fosse a corrente, ou seja, assumiu I = V, sem usar a relação T = k·I.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Calculou corretamente a corrente e a potência, mas errou a queda em R: multiplicou I = 16 A por um valor de resistência diferente de 0,50 Ω (como 1 Ω), o que dá 16 V.

Por que engana: Confundir a relação entre torque e corrente, resultando em cálculos incorretos da potência.

C Erradaerro: Atenção

Dividiu o torque de 0,8 N·m por 0,10 em vez de 0,05 N·m/A, usando mal o valor da constante k e obtendo I = 8 A.

D Correta

I = 0,8/0,05 = 16 A; P_in = 24·16 = 384 W; V_R = 0,5·16 = 8 V.

E Erradaerro: Interpretação

Usou o torque de 0,5 N·m (primeira linha da tabela) em vez do torque de 0,8 N·m pedido na questão, obtendo I = 10 A.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

máquina DC, corrente, potência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de corrente elétrica · potência elétrica

📚 Reveja

Revisar as relações entre torque, corrente e potência em máquinas elétricas.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre torque e corrente, resultando em cálculos incorretos da potência.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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