12 questões abertas com gabarito e comentário (de 50 no banco do Benshuu). Toque numa alternativa pra ver se acertou, ou abra o gabarito direto.
Uma bomba fornece uma potência constante de 100 W durante 5 s. Qual é o trabalho total realizado por essa bomba nesse intervalo de tempo?
Gabarito: A) 500 J
Da definição de potência, Pot = τ/Δt, temos τ = Pot × Δt = 100 × 5 = 500 J. Um erro comum é dividir em vez de multiplicar, obtendo 20 J.
Um motor puxa um objeto com velocidade constante de 3 m/s, exercendo sobre ele uma força de 200 N na direção do movimento. Qual é a potência desenvolvida por esse motor?
Gabarito: A) 600 W
Para velocidade constante, a potência pode ser calculada por Pot = F·v = 200 × 3 = 600 W (isso equivale a Pot = τ/Δt, pois τ = F·d e v = d/Δt). Um erro comum é dividir F por v em vez de multiplicar, chegando a 66,7 W.
Uma máquina tem rendimento de 60% e recebe 500 J de energia total. Qual é a energia útil fornecida por essa máquina?
Gabarito: E) 300 J
A energia útil é obtida por Eútil = η × Etotal = 0,60 × 500 = 300 J. Um erro comum é calcular apenas a energia perdida (40% de 500 = 200 J) e confundi-la com a energia útil.
Dois motores realizam o mesmo trabalho de 1000 J, mas o motor A o faz em 5 s e o motor B o faz em 10 s. Pode-se afirmar que:
Gabarito: A) o motor A é mais potente que o motor B
Como P = W/t, para o mesmo trabalho, quanto menor o tempo, maior a potência. O motor A (5 s) desenvolve P = 200 W, e o motor B (10 s) desenvolve P = 100 W, logo A é mais potente.
Uma máquina recebe 100 J de energia total e fornece 80 J de energia útil (o restante é dissipado). Qual é o rendimento dessa máquina?
Gabarito: C) 80%
O rendimento é dado por η = Energia útil / Energia total = 80/100 = 0,80 = 80%. Um erro comum é calcular apenas a energia dissipada (20 J) e confundir esse valor, ou sua porcentagem, com o rendimento.
Um motor eleva um bloco de massa 50 kg a uma altura de 1,2 m, consumindo, no total, 1000 J de energia elétrica. Qual é o rendimento desse motor? (g = 10 m/s²)
Gabarito: D) 60%
A energia útil (transformada em energia potencial gravitacional do bloco) é Eútil = m·g·h = 50 × 10 × 1,2 = 600 J. O rendimento é η = Eútil/Etotal = 600/1000 = 0,60 = 60%. Um erro comum é inverter a razão (1000/600), obtendo um valor maior que 100%.
Um elevador de massa 200 kg sobe com velocidade constante uma altura de 6 m em um intervalo de tempo de 20 s. Qual é a potência mecânica desenvolvida pelo motor do elevador? (g = 10 m/s²)
Gabarito: A) 600 W
O trabalho necessário para elevar o elevador é τ = m·g·h = 200 × 10 × 6 = 12000 J. A potência é Pot = τ/Δt = 12000/20 = 600 W. Um erro comum é esquecer de dividir pelo tempo, respondendo diretamente o valor do trabalho (12000 J) como se fosse a potência.
Um motor elétrico tem potência útil de saída igual a 400 W e rendimento de 80%. Qual é a potência total consumida por esse motor?
Gabarito: B) 500 W
O rendimento relaciona potência útil e potência total da mesma forma que relaciona energia útil e energia total: η = Pot_útil/Pot_total → Pot_total = Pot_útil/η = 400/0,80 = 500 W. Um erro comum é multiplicar em vez de dividir, calculando 400 × 0,80 = 320 W.
Um motor elétrico consome uma potência de 250 W durante 6 s para elevar um balde de massa 15 kg a uma altura de 4 m. Qual é o rendimento desse motor? (g = 10 m/s²)
Gabarito: A) 40%
A energia total consumida pelo motor é Etotal = Pot × Δt = 250 × 6 = 1500 J. A energia útil, transformada em energia potencial gravitacional do balde, é Eútil = m·g·h = 15 × 10 × 4 = 600 J. O rendimento é η = Eútil/Etotal = 600/1500 = 0,40 = 40%. Um erro comum é esquecer de calcular a energia total a partir da potência e do tempo, comparando o trabalho útil diretamente com a potência (600/250).
Um guindaste eleva uma carga de 500 kg com velocidade constante até uma altura de 10 m, em um intervalo de tempo de 25 s. Qual é a potência desenvolvida pelo guindaste? (g = 10 m/s²)
Gabarito: C) 2000 W
O trabalho realizado para elevar a carga é τ = m·g·h = 500 × 10 × 10 = 50000 J. A potência é Pot = τ/Δt = 50000/25 = 2000 W. Um erro comum é esquecer de dividir o trabalho pelo tempo, respondendo diretamente 50000 W.
Um motor tem potência de 500 W e funciona durante 4 s, com rendimento de 60%. Qual é a porcentagem da energia total consumida que é dissipada em forma de calor e outras perdas?
Gabarito: C) 40%
A energia total consumida pelo motor é Etotal = Pot × Δt = 500 × 4 = 2000 J. A energia útil é Eútil = η × Etotal = 0,60 × 2000 = 1200 J. A energia dissipada é a diferença: Etotal − Eútil = 2000 − 1200 = 800 J. Em porcentagem, isso equivale a 800/2000 = 0,40 = 40% (que é simplesmente o complemento do rendimento, 100% − 60% = 40%). Um erro comum é confundir o rendimento (60%) diretamente com a porcentagem dissipada, sem perceber que são complementares.
Uma bomba eleva 180 kg de água por minuto até uma altura de 10 m. O rendimento da bomba é de 75%. Qual é a potência elétrica consumida por essa bomba? (g = 10 m/s²)
Gabarito: D) 400 W
A potência útil (mecânica) é obtida dividindo a energia potencial ganha pela água pelo tempo: Pot_útil = (m·g·h)/t = (180 × 10 × 10)/60 = 18000/60 = 300 W. Como η = Pot_útil/Pot_total, temos Pot_total = Pot_útil/η = 300/0,75 = 400 W. Um erro comum é multiplicar em vez de dividir pelo rendimento, obtendo 225 W.
Aqui você viu 12 das 50 questões do tópico. No Benshuu dá pra fazer todas, num simulado que sorteia primeiro o que você ainda erra, com correção na hora, XP e revisão dos erros.
BENSHUU