Um motor funciona como gerador ao controlar a descida de uma massa m = 3,0 kg que desce h = 4,0 m em t = 8 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
Um motor funciona como gerador ao controlar a descida de uma massa m = 3,0 kg que desce h = 4,0 m em t = 8 s com velocidade constante. Considerando g = 10 m/s², descreva qualitativamente e calcule quantitativamente: (a) energia elétrica gerada (J) e (b) potência elétrica média (W). Explique as transformações de energia envolvidas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia potencial perdida: ?U = m·g·h = 3,0·10·4,0 = 120 J. Como a velocidade é constante, ?K = 0, então, desprezando perdas, essa energia é convertida em energia elétrica: E_el ˜ 120 J. Potência elétrica média: P = E_el / t = 120 J / 8 s = 15 W. Qualitativamente: a energia potencial gravitacional é transformada em energia elétrica pelo gerador; em presença de perdas (atrito, aquecimento), a energia elétrica útil seria menor.
Explicação
A energia potencial gravitacional da massa em queda é convertida em energia elétrica pelo gerador, já que a velocidade constante indica que não há variação na energia cinética. O cálculo da energia elétrica gerada e da potência média é feito utilizando as fórmulas apropriadas, considerando a altura descida e o tempo. A análise qualitativa destaca a transformação de energia e menciona possíveis perdas que poderiam reduzir a energia elétrica útil.
Raio-X da questão
energia elétrica e potência
avaliacao
energia potencial gravitacional · potência elétrica
Revisar as fórmulas de energia potencial e potência elétrica.
O aluno pode confundir energia gerada com energia consumida, não considerando a conversão de energia potencial em energia elétrica corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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