Um veículo elétrico de massa 1500 kg desloca-se a 20 m/s. Em frenagem regenerativa, 35% da energia cinética é…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um veículo elétrico de massa 1500 kg desloca-se a 20 m/s. Em frenagem regenerativa, 35% da energia cinética é recuperada e o restante é dissipado como calor. Considerando desaceleração uniforme de 4 m/s², determine: (a) energia recuperada (J); (b) distância de frenagem (m); (c) explique, com base em conservação de energia e quantidade de movimento, como ocorre a recuperação e os impactos térmicos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia cinética inicial KE = ½ m v² = 0,5·1500 kg·(20 m/s)² = 3,0·10^5 J. Energia recuperada = 0,35·KE = 1,05·10^5 J. Distância de frenagem d = v²/(2a) = (20²)/(2·4) = 400/8 = 50 m. Conservação: a energia mecânica é transformada em elétrica pelo motor-gerador (recuperada) e em calor nas partes dissipativas; a quantidade de movimento do veículo é reduzida por forças externas de contato com a via, permitindo a conversão energética; recuperar energia reduz perdas térmicas e aumenta eficiência.
Explicação
A solução apresenta os cálculos da energia cinética e da energia recuperada de forma clara, utilizando as fórmulas apropriadas. A distância de frenagem é obtida pela relação entre velocidade e aceleração, demonstrando a aplicação das leis de movimento. A explicação sobre conservação de energia e quantidade de movimento ilustra como a energia é transformada e os efeitos térmicos resultantes, ressaltando a eficiência do sistema.
Raio-X da questão
frenagem regenerativa
avaliacao
conservação de energia · quantidade de movimento
Revisar conservação de energia e quantidade de movimento.
O aluno pode confundir a energia recuperada com a energia total dissipada, não considerando a porcentagem correta da energia cinética recuperada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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