Física2ª sérieBNCC EM13CNT107Fácil⏱ medio

Um motor elétrico alimentado por uma fonte de 48 V eleva verticalmente uma carga m = 80 kg com velocidade…

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

Um motor elétrico alimentado por uma fonte de 48 V eleva verticalmente uma carga m = 80 kg com velocidade constante v = 0,50 m/s. O rendimento do conjunto motor+transmissão é ? = 0,80. Considere g = 10 m/s². Calcule a corrente elétrica média fornecida pela fonte. (Use P = m·g·v; P_el = V·I).

A) I ˜ 10,4 A
B) I = 8 A
C) I = 20 A
D) I = 6,25 A
E) I = 12,5 A

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Calcule a potência útil (mecânica) necessária para levantar a carga com velocidade constante. Como a velocidade é constante, a força do motor equilibra o peso, e P = m·g·v = 80 × 10 × 0,50 = 400 W.
Considere o rendimento. A potência elétrica fornecida pela fonte deve ser maior que a potência útil, pois parte se perde no conjunto. Assim, P_el = P / η = 400 / 0,80 = 500 W.
Use P_el = V·I para achar a corrente média. Com V = 48 V, temos I = 500 / 48 ≈ 10,4 A.
Conclusão: a alternativa A (I ≈ 10,4 A) está correta, o que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: B ignora o rendimento; C usa uma tensão menor que a da fonte; D divide a potência elétrica pela massa em vez da tensão; E usa uma potência elétrica que não corresponde ao enunciado.

💡 Dica: Calcule a potência e use a relação entre potência elétrica e corrente.

Alternativa por alternativa

A Correta

P_out = m·g·v = 80·10·0,50 = 400 W; P_in = P_out/? = 400/0,80 = 500 W; I = P_in/V = 500/48 ˜ 10,4 A.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calcula 400 / 48 e aproxima para 8 A, esquecendo que a fonte precisa fornecer mais potência por causa do rendimento de 0,80.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência e corrente, utilizando valores incorretos para a fórmula de potência elétrica.

C Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente troca a tensão de 48 V por um valor próximo de 24 V (500 / 24 ≈ 20 A), ou seja, lê mal o dado da fonte.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula 500 / 80 = 6,25, dividindo a potência elétrica pela massa em vez de pela tensão, confundindo a fórmula P = V·I.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno chega a uma potência elétrica de cerca de 600 W (12,5 × 48) por erro no cálculo da potência útil ou na aplicação do rendimento, o que não corresponde aos dados do enunciado.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

potência elétrica e corrente

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência elétrica · cálculo de corrente elétrica

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de potência e corrente elétrica.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre potência e corrente, utilizando valores incorretos para a fórmula de potência elétrica.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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