Um motor consome tensão V = 230 V e corrente I = 5,0 A enquanto eleva uma massa m = 60 kg com velocidade v =…
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 consome tensão V = 230 V e corrente I = 5,0 A enquanto eleva uma massa m = 60 kg com velocidade v = 0,20 m/s. Calcule a eficiência do motor ? = P_out/P_in (use g = 10 m/s²).
- A) 25%, a média de eficiência para motores de força.
- B) 30,0%, já que a corrente é mais relevante que a tensão.
- C) 50%, sendo a porcentagem máxima de eficiência em motores elétricos.
- D) ˜10,4%
- E) 5,0%, sendo a relação apenas do trabalho contra a gravidade.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a potência de entrada, que é a potência elétrica consumida: P_in = V x I = 230 x 5,0 = 1150 W. Passo 2: Calcule a potência de saída, que é a potência útil usada para elevar a massa com velocidade constante: P_out = m x g x v = 60 x 10 x 0,20 = 120 W. Passo 3: Calcule a eficiência: eta = P_out / P_in = 120 / 1150 = 0,1043, ou cerca de 10,4%. Passo 4: A alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque 25% não sai de nenhum cálculo com os dados do enunciado; a média de motores não é informação dada. A alternativa B está errada porque a eficiência depende da razão entre potência útil e potência de entrada, e não há base para dizer que a corrente pesa mais que a tensão; 30% não aparece nos dados. A alternativa C está errada porque não existe um limite de 50% imposto pelo enunciado; o valor deve ser obtido pelo cálculo. A alternativa E está errada porque, embora 120 W seja de fato o trabalho contra a gravidade por segundo, a eficiência usa a potência de entrada (1150 W) como denominador, e não 2300 W. Observação: no enunciado, a alternativa D aparece com um caractere estranho antes do número; interpretei-a como 'cerca de 10,4%'.
💡 Dica: Calcule a potência de entrada e saída antes de determinar a eficiência.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que a eficiência de um motor de força é um valor típico decorado, sem calcular a razão entre potência útil e potência elétrica consumida.
O aluno acredita que a corrente influencia a eficiência mais do que a tensão e tenta obter um percentual a partir de um peso arbitrário entre esses dados, em vez de dividir P_out por P_in.
O aluno acredita que existe um limite máximo de 50% para a eficiência de motores elétricos e escolhe esse valor como resposta, sem fazer nenhum cálculo.
Por que engana: Confundir a relação entre potência de entrada e potência de saída, levando a um cálculo incorreto da eficiência do motor.
P_in = V·I = 230·5,0 = 1150 W. P_out = m·g·v = 60·10·0,20 = 120 W. ? = 120/1150 ˜ 0,104 ˜ 10,4%.
O aluno calcula corretamente o trabalho contra a gravidade (120 W), mas divide por um denominador errado, como 2300 (V x I x g), confundindo a potência de entrada com outro produto dos dados, e assim chega a cerca de 5,2%.
Raio-X da questão
eficiência de motor
avaliacao
cálculo de potência elétrica · cálculo de trabalho e energia
Revisar os conceitos de potência elétrica e mecânica.
Confundir a relação entre potência de entrada e potência de saída, levando a um cálculo incorreto da eficiência do motor.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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