Um motor fornece trabalho útil de 240 J em 2,0 s enquanto consome 300 W de potência elétrica. Calcule o…
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 fornece trabalho útil de 240 J em 2,0 s enquanto consome 300 W de potência elétrica. Calcule o rendimento ? do motor, em porcentagem.
- A) ? = 75%
- B) ? = 60%
- C) ? = 20%
- D) ? = 40%.
- E) ? = 100%
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O trabalho útil é 240 J, o tempo é 2,0 s e a potência elétrica consumida é 300 W. O rendimento é a razão entre a potência útil e a potência total fornecida ao motor.
- Calcule a potência útil. Potência útil = trabalho útil / tempo = 240 J / 2,0 s = 120 W.
- Calcule o rendimento. Rendimento = potência útil / potência total = 120 W / 300 W = 0,40, ou seja, 40%.
- Confira por outro caminho. A energia consumida em 2,0 s é 300 W x 2,0 s = 600 J. Logo, rendimento = 240 J / 600 J = 0,40 = 40%. Os dois métodos dão o mesmo resultado.
- Compare com o gabarito. Minha resposta, 40%, coincide com o gabarito oficial D.
- Por que as outras estão erradas. A (75%) não corresponde a nenhuma razão coerente entre 120 W e 300 W ou entre 240 J e 600 J. B (60%) seria a fração perdida, não o rendimento. C (20%) resulta de um erro na divisão ou na escolha dos valores. E (100%) só ocorreria em um motor ideal, sem perdas, o que não é o caso.
💡 Dica: Calcule o rendimento usando a fórmula: rendimento = (trabalho útil / energia consumida) x 100.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente fez uma divisão sem relação com os dados, como 240 dividido por 320, ou inverteu valores e somou quantidades que não deveriam ser somadas.
Por que engana: Confundir a relação entre trabalho e potência, calculando rendimento incorretamente ao não considerar a potência consumida corretamente.
O aluno calculou a energia perdida, 300 - 120 = 180 W, e a dividiu por 300, achando 60%. Confundiu rendimento com a fração desperdiçada pelo motor.
O aluno errou a montagem da razão, por exemplo dividindo 120 W por 600 J ou 60 por 300. Misturou grandezas de potência e energia sem converter corretamente.
Potência mecânica útil Pout = 240 J / 2,0 s = 120 W; ? = Pout / Pin = 120 W / 300 W = 0,40 = 40%.
O aluno supôs que toda a energia elétrica consumida se transforma em trabalho útil, como em uma máquina ideal. Isso desconsidera as perdas por calor e atrito, que são inevitáveis em motores reais.
Raio-X da questão
rendimento de motor
avaliacao
cálculo de rendimento · potência e trabalho
Revisar a fórmula do rendimento e como calcular potência e trabalho.
Confundir a relação entre trabalho e potência, calculando rendimento incorretamente ao não considerar a potência consumida corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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