— Morador: "Nos momentos de pico, a rede elétrica fica instável e queremos uma solução de armazenamento para a…

Questão

— Morador: "Nos momentos de pico, a rede elétrica fica instável e queremos uma solução de armazenamento para a energia renovável produzido em casa." — Técnico: "Instalamos um volante de inércia que armazena energia como energia cinética rotacional. O rotor tem momento de inércia de 5,0 kg·m^2 e alcança velocidade angular de 3000 rpm (aprox. 314 rad/s). Durante o carregamento, a energia elétrica aciona um motor-gerador que acelera o rotor; para fornecimento, o rotor desacelera e o sistema converte a energia cinética em elétrica. Este método garante alta durabilidade e ciclos de carga rápidos, sem produtos químicos." Identifique a expressão que representa a energia cinética rotacional do volante descrito no texto-base.

1. A) 1/2 I w
2. B) t w
3. C) I w^2
4. D) 1/2 m v^2
5. E) 1/2 I w^2

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. O texto descreve um volante de inércia que armazena energia como energia cinética rotacional, com momento de inércia I = 5,0 kg·m^2 e velocidade angular w ≈ 314 rad/s.
2. Na rotação, a energia cinética depende do momento de inércia e do quadrado da velocidade angular. A expressão correta é Ec = 1/2 I w^2.
3. Substituindo os dados, Ec = 1/2 × 5,0 × 314^2, o que dá aproximadamente 2,5 × 10^5 joules, valor que confirma a coerência da expressão, embora a questão peça apenas a expressão.
4. A alternativa A (1/2 I w) está errada porque falta o quadrado da velocidade angular, o que tornaria a grandeza dimensionalmente incorreta como energia.
5. A alternativa B (t w) está errada porque o produto de tempo por velocidade angular não representa energia.
6. A alternativa C (I w^2) está errada porque falta o fator 1/2 da expressão clássica da energia cinética rotacional.
7. A alternativa D (1/2 m v^2) é a energia cinética de translação, usada para corpos em movimento linear, e não para o rotor girando em torno de um eixo.

💡 Dica: Lembre-se da fórmula da energia cinética rotacional e identifique a expressão correta.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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