Um veículo elétrico de massa m = 900 kg reduz sua velocidade de v_i = 54 km/h para v_f = 18 km/h usando…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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 veículo elétrico de massa m = 900 kg reduz sua velocidade de v_i = 54 km/h para v_f = 18 km/h usando frenagem regenerativa com eficiência de recuperação ?_rec = 0,75. A bateria do veículo tem tensão nominal V = 400 V. Estime (a) a energia elétrica recuperável E_rec (J) e (b) a carga adicionada na bateria em mAh. Use g se necessário e formule todos os passos (E_cin = ½ m v², converter km/h?m/s, 1 Ah = 3600 C).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Passos e cálculos: converter velocidades: v_i = 54 km/h = 15,0 m/s; v_f = 18 km/h = 5,0 m/s. Variação de energia cinética ?K = ½ m (v_i²-v_f²) = 0,5·900·(225-25) = 0,5·900·200 = 90 000 J. Energia elétrica recuperável E_rec = ?_rec·?K = 0,75·90 000 = 67 500 J. Carga adicionada Q (em coulomb) = E_rec / V = 67 500 / 400 = 168,75 C. Em Ah: Q_Ah = 168,75 / 3600 ˜ 0,0469 Ah = 46,9 mAh. Conclusão: E_rec = 6,75×104 J e carga ˜ 46,9 mAh.
Explicação
Os cálculos realizados seguem a aplicação das fórmulas de energia cinética e conversão de unidades, permitindo determinar a variação de energia durante a frenagem. A eficiência da recuperação é aplicada para encontrar a energia elétrica recuperável, que é então convertida em carga elétrica usando a tensão da bateria. Por fim, a conversão de coulombs para miliampere-hora fornece a carga adicionada à bateria, completando a análise do processo de frenagem regenerativa.
Raio-X da questão
frenagem regenerativa
avaliacao
energia cinética · conversão de unidades
Revisar a conversão de unidades e a fórmula da energia cinética.
O aluno pode confundir a fórmula da energia cinética e não aplicar corretamente a eficiência da frenagem regenerativa ao calcular a energia recuperável.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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