(Dissertativa) Um elevador transporta massa total m = 800 kg de um nível a outro com h = 10,0 m em t = 20,0 s…
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
(Dissertativa) Um elevador transporta massa total m = 800 kg de um nível a outro com h = 10,0 m em t = 20,0 s. Considerar g = 10 m/s². O motor elétrico disponível tem potência mecânica nominal P_mec = 5,00 kW e rendimento ? = 0,90; velocidade de rotação do motor n = 1 500 rpm. Avalie se o motor é adequado e calcule o torque no eixo do motor (N·m). Apresente cálculos e justificativas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo da potência requerida: P_req = m·g·h / t = 800·10·10 / 20 = 4 000 W. Como P_mec = 5 000 W > 4 000 W, o motor é adequado com folga de 25%. Torque no eixo: ? = 2p·n/60 = 2p·1500/60 = 157,08 rad/s. t = P_mec / ? = 5 000 / 157,08 ˜ 31,8 N·m. Potência elétrica consumida ˜ P_mec/? = 5 000/0,9 ˜ 5 556 W (para dimensionar alimentação). Conclusão: motor atende e fornece t ˜ 31,8 N·m; considerar margem de segurança para arranques e perdas adicionais.
Explicação
A potência requerida foi calculada com base na energia necessária para elevar a massa em um determinado tempo, demonstrando que o motor possui capacidade suficiente para realizar a tarefa com uma margem de segurança. O torque no eixo do motor foi determinado a partir da potência mecânica disponível e da velocidade de rotação, assegurando que o motor pode operar eficientemente. A consideração da potência elétrica consumida e do rendimento do motor é essencial para garantir que a alimentação elétrica seja adequada e que o sistema funcione de forma confiável.
Raio-X da questão
potência e torque
avaliacao
potência e torque · forças e movimento
Revisar os conceitos de potência, torque e rendimento em motores.
O aluno pode confundir a relação entre potência e torque, utilizando apenas um dos conceitos sem considerar a interação entre eles na solução do problema.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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