Um motor realiza 1,2×10^3 J de trabalho útil por ciclo e fornece potência útil constante de 24 kW. Quantos…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor realiza 1,2×10^3 J de trabalho útil por ciclo e fornece potência útil constante de 24 kW. Quantos ciclos completos ele executa por segundo?
- A) 24 ciclos/s
- B) 0,05 ciclos/s
- C) 20 ciclos/s
- D) 2,0 ciclos/s
- E) 0,02 ciclos/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas. O trabalho útil por ciclo é 1,2 x 10^3 J e a potência útil é 24 kW, que equivale a 24 x 10^3 W = 2,4 x 10^4 J/s, pois 1 kW = 1000 W.
- Lembre a relação entre potência, energia e tempo. Potência é energia por unidade de tempo, então a energia fornecida em 1 segundo é 2,4 x 10^4 J.
- Calcule quantos ciclos ocorrem em 1 segundo. Como cada ciclo fornece 1,2 x 10^3 J, o número de ciclos por segundo é (2,4 x 10^4) / (1,2 x 10^3) = 2,4/1,2 x 10^(4-3) = 2 x 10 = 20 ciclos/s.
- Confira a resposta. Multiplicando 20 ciclos/s por 1,2 x 10^3 J/ciclo obtém-se 2,4 x 10^4 J/s, que é exatamente a potência dada. Logo, a alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (24 ciclos/s) ignora o prefixo k; B (0,05) inverte a divisão; D (2,0) erra a potência de dez do trabalho; E (0,02) erra a ordem de grandeza.
💡 Dica: Use a fórmula potência = trabalho por tempo para encontrar o número de ciclos por segundo.
Alternativa por alternativa
Usou o valor 24 diretamente como se fosse 24 000 W ou ignorou o prefixo quilo, tratando o número 24 kW como se já estivesse em J/s. Não converteu a unidade antes de dividir.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência e trabalho, calculando ciclos de forma incorreta ao não considerar a unidade correta de tempo.
Dividiu a energia por ciclo pela potência (1,2 x 10^3 / 2,4 x 10^4 = 0,05), invertendo a relação. Confundiu o quociente correto com o inverso dele.
Correta. Como P = W_ciclo·f, então f = P/W_ciclo = 24 000/1 200 = 20 s^-1, isto é, 20 ciclos por segundo.
Calculou corretamente 2,4 x 10^4 / 1,2 x 10^4 = 2, mas trocou o expoente do trabalho por 10^4 em vez de 10^3. Errou a potência de dez na divisão.
Obteve 0,02 ao dividir por um valor de energia de ordem de grandeza errada, provavelmente tratando 1,2 x 10^3 J como 1,2 x 10^6 J. Errou o expoente ao montar a conta.
Raio-X da questão
potência, trabalho, frequência de ciclos
avaliacao
potência e trabalho · cálculo de ciclos por segundo
Revisar a relação entre potência, trabalho e tempo em máquinas.
O aluno pode confundir a relação entre potência e trabalho, calculando ciclos de forma incorreta ao não considerar a unidade correta de tempo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
abstrato
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