Um release afirma que um capacitor C = 100,0 µF carregado a V = 50,0 V armazena E = 125 mJ. Verifique a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um release afirma que um capacitor C = 100,0 µF carregado a V = 50,0 V armazena E = 125 mJ. Verifique a consistência usando E = 1/2·C·V^2 (C em F, E em J).
- A) O capacitor armazena 100 mJ, não 125 mJ, devido a uma falha de cálculo em E.
- B) A energia armazenada no capacitor é dada por E = C·V, resultando em 5.000 J.
- C) Consistente: E = 0,5·100×10^-6·50^2 = 0,125 J = 125 mJ.
- D) A energia armazenada pode ser calculada como E = C·V², mas dá 250 J.
- E) O capacitor tem capacidade de 50 µF, não 100 µF, portanto energia é menor.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados em unidades do SI. C = 100,0 µF = 100,0 × 10^-6 F = 1,00 × 10^-4 F, e V = 50,0 V. Passo 2: Calcule V^2 = 50,0^2 = 2500 V^2. Passo 3: Aplique E = 1/2·C·V^2 = 0,5 × 100 × 10^-6 × 2500 = 0,5 × 0,25 = 0,125 J. Passo 4: Converta para milijoules: 0,125 J = 125 mJ. Passo 5: Como o valor calculado coincide com os 125 mJ do release, a afirmação é consistente, e a alternativa C está correta, como indica o gabarito. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A) o cálculo correto dá 125 mJ, não 100 mJ, então não há falha em E. B) a fórmula E = C·V é de outra grandeza (carga elétrica, Q = C·V), e o resultado correto dessa conta seria 0,005 J, não 5000 J. D) a fórmula E = C·V^2 esquece o fator 1/2 e a conversão de µF para F, resultando em 250 mJ, não em 250 J. E) o enunciado afirma que a capacitância é 100 µF, e não 50 µF; além disso, mesmo que fosse 50 µF, a energia seria menor, mas isso não invalidaria o release porque ele usa 100 µF.
💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula dada e compare com o valor do release.
Alternativa por alternativa
Acredita que a energia correta é 100 mJ e que o valor de 125 mJ do release está errado, possivelmente por um erro de cálculo ou por confundir o valor da capacitância com o resultado da energia.
Por que engana: Confundir a fórmula da energia armazenada em um capacitor, utilizando E = C·V em vez de E = 1/2·C·V².
Usa a fórmula E = C·V, que na verdade fornece a carga elétrica, e ainda multiplica os valores sem converter µF para F, o que leva a um resultado absurdo de 5000 J.
Converter C para F: 100 µF = 100×10^-6 F. E = 1/2·C·V^2 = 0,5·100×10^-6·2500 = 0,125 J = 125 mJ; o valor divulgado está correto.
Aplica E = C·V^2 sem o fator 1/2 e sem converter µF para F, obtendo 250 J, quando o correto seria 250 mJ.
Lê mal o enunciado e troca a capacitância de 100 µF por 50 µF, que é o valor de V, e conclui que o release está errado por causa disso.
Raio-X da questão
energia armazenada em capacitor
avaliacao
energia em capacitores · fórmulas de eletricidade
Revisar a fórmula da energia em capacitores e suas unidades.
Confundir a fórmula da energia armazenada em um capacitor, utilizando E = C·V em vez de E = 1/2·C·V².
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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