Uma bateria de 12,0 V alimenta um resistor R = 2,0 O durante 5,0 min. Calcule a energia elétrica entregue pela…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma bateria de 12,0 V alimenta um resistor R = 2,0 O durante 5,0 min. Calcule a energia elétrica entregue pela bateria usando P = V^2/R e E = P·t (tempo em segundos).
- A) E = 2,16×10^3 J, pois a potência é 2,0 V ao invés de 12,0 V.
- B) E = 1,08×10^4 J, calculado por E = P·t com P = V/R.
- C) E = 12 000 J, usando a tensão como energia total diretamente.
- D) E = 5,4×10^4 J, considerando tripla duração do tempo.
- E) E = 2,16×10^4 J (72 W × 300 s = 21 600 J).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converta o tempo para segundos. 5,0 min × 60 = 300 s.
- Calcule a potência com P = V^2/R. V^2 = 12,0^2 = 144 V^2 e P = 144 / 2,0 = 72 W.
- Calcule a energia com E = P·t. E = 72 × 300 = 21 600 J, ou seja, 2,16×10^4 J.
- Confira a unidade. Watt vezes segundo resulta em joule, que é a unidade de energia.
- Por que as outras estão erradas. A) usa uma potência de 7,2 W, que não corresponde a 12 V sobre 2,0 ohms. B) usa P = V/R, que dá corrente em ampères e não potência. C) confunde tensão com energia, pois volts e joules são grandezas diferentes. D) usa 750 s, ou seja, 12,5 min, em vez dos 300 s de 5,0 min.
- Resultado: a alternativa correta é E, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a potência antes de encontrar a energia.
Alternativa por alternativa
O aluno trocou a tensão pelo valor do resistor ao aplicar a fórmula e obteve uma potência de cerca de 7,2 W, errando também a escala do resultado.
Por que engana: Confundir a fórmula da potência elétrica, utilizando a tensão errada ou o tempo incorreto na multiplicação.
O aluno acredita que a potência é P = V/R, que na verdade fornece a corrente elétrica (em ampères), e não a potência em watts.
O aluno supõe que a energia total é numericamente igual à tensão fornecida pela bateria, sem considerar o resistor, o tempo e a relação entre potência e energia.
O aluno interpretou mal o tempo e usou 750 s, em vez de 300 s, ao converter os 5,0 min do enunciado.
P = V^2/R = 12,0^2/2,0 = 72 W. t = 5,0 min = 300 s. E = P·t = 72 W × 300 s = 21 600 J = 2,16×10^4 J.
Raio-X da questão
energia elétrica
avaliacao
potência elétrica · cálculo de energia
Revisar as fórmulas de potência e energia elétrica.
Confundir a fórmula da potência elétrica, utilizando a tensão errada ou o tempo incorreto na multiplicação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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