Questão 42 (1º exame) da FUVEST 2002

Question

No medidor de energia elétrica usado na medição do consumo de residências, há um disco, visível externamente, que pode girar. Cada rotação completa do disco corresponde a um consumo de energia elétrica de 3,6 watt-hora. Mantendo-se, em uma residência, apenas um equipamento ligado, observa-se que o disco executa uma volta a cada 40 segundos. Nesse caso, a potência “consumida” por esse equipamento é de, aproximadamente,

A quantidade de energia elétrica de 3,6 watt-hora é definida como aquela que um equipamento de 3{,}6\ \text{W} consumiria se permanecesse ligado durante 1 hora.

A
36\ \text{W}
B
90\ \text{W}
C
144\ \text{W}
D
324\ \text{W}
E
1000\ \text{W}

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 42 (1º exame) da FUVEST 2002

1º exame · Física: Consumo de energia elétrica e instalações residenciais

Texto-base das questões 41 a 60 · V

OBSERVAÇÃO (para todas as questões de Física): o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra é representado por g. Quando necessário adote: para g, o valor de 10\ \text{m}/s^2; para a massa específica (densidade) da água, o valor de 1.000\ \text{kg/m}^3 = 1\text{g/cm}^3; para o calor específico da água, o valor de 1{,}0\ \text{cal /(g.}^\circ\text{C)} ( 1\text{ caloria} \cong 4\text{ joules}).

No medidor de energia elétrica usado na medição do consumo de residências, há um disco, visível externamente, que pode girar. Cada rotação completa do disco corresponde a um consumo de energia elétrica de 3,6 watt-hora. Mantendo-se, em uma residência, apenas um equipamento ligado, observa-se que o disco executa uma volta a cada 40 segundos. Nesse caso, a potência “consumida” por esse equipamento é de, aproximadamente,

A quantidade de energia elétrica de 3,6 watt-hora é definida como aquela que um equipamento de 3{,}6\ \text{W} consumiria se permanecesse ligado durante 1 hora.

A
36\ \text{W}
B
90\ \text{W}
C
144\ \text{W}
D
324\ \text{W}
E
1000\ \text{W}

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Resolução comentada

Potência é a energia consumida dividida pelo tempo: P = \dfrac{E}{\Delta t}. Como a energia vem em watt-hora, vale converter para joules, porque o tempo está em segundos.\n\n1. Um watt-hora é a energia de um equipamento de 1\ \text{W} ligado por 1 hora: 1\ \text{Wh} = 1\ \text{W} \cdot 3600\ \text{s} = 3600\ \text{J}.\n\n2. Energia por volta do disco: E = 3{,}6\ \text{Wh} = 3{,}6 \cdot 3600\ \text{J} = 12\,960\ \text{J}.\n\n3. Tempo de uma volta: \Delta t = 40\ \text{s}.\n\n4. Potência:\n\n

P = \frac{12\,960\ \text{J}}{40\ \text{s}} = 324\ \text{W}

\n\nOutra forma: 40 s são \frac{40}{3600} = \frac{1}{90} de hora. Então P = \dfrac{3{,}6\ \text{Wh}}{1/90\ \text{h}} = 3{,}6 \cdot 90 = 324\ \text{W}.\n\nAlternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

ADivide 3,6 por 0,1 sem relação com os 40 s; não converte corretamente a unidade de tempo.
BUsa 90 (o número de voltas por hora) como se fosse a potência, esquecendo de multiplicar por 3,6 W.
CValor sem justificativa; resulta de conta errada com o tempo (ex.: 3,6 × 40).
EValor arredondado sem relação com o cálculo; a potência correta é 324 W.

Assunto: Consumo de energia elétrica e instalações residenciais.

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Fonte: FUVEST 2002 · 1º exame. Prova oficial ↗