PUC-SP 2022 (inverno, Parte B) — questão 11 de Física

DiscursivaEnergia — potência média a partir da energia gerada por diaVestibular de Inverno · Parte B (resposta aberta)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 11 de Física do PUC-SP 2022 (inverno, Parte B)

Enunciado em texto

(Figura: fotografia de uma pequena turbina eólica branca e verde, de três pás, montada num tripé, ao lado de painéis de divulgação.)

A startup indiana Avant Garde Innovations lançou uma turbina eólica de baixo custo, que pode ajudar civilizações em regiões isoladas e também àqueles que desejam economizar dinheiro com energia elétrica.

O equipamento possui 3 metros de diâmetro e é ideal para casas, comércios ou até áreas rurais, é capaz de gerar 5 kWh por dia e custa apenas 899 dólares. Esse valor é até menor que um iPhone de última geração.

A turbina denominada AVATAR™ gera energia 24 horas por dia. Possui baixa manutenção, garantia de 2 anos e vida útil de 20 anos. E ainda pode ser instalada em um curto espaço de tempo exigindo pouco espaço ou até mesmo na cobertura.

Disponível em: https://engenhariae.com.br/editorial/energia-verde/startup-lanca-turbina-eolica-residencial-que-gera-de-5-kwh-por-dia-ao-custo-de-um celular?fbclid=IwAR14kpTMjyzTfNudC1DQrCsTfjuy_s3jVf1iWqZS6o-bdKdza797JMHMDvw. Acesso em: 01/06/2022

Supondo que uma empresa instale 6 turbinas desse tipo, a potência média, em kW, de energia elétrica fornecida por esse sistema será de:

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2022 (Inverno) — PUC-SP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência média das 6 turbinas juntas, sabendo a energia que cada uma gera por dia.

Passo 1 — a energia total por dia. Cada turbina gera 5 kWh por dia; seis geram:

E=6⋅5=30 kWh por diaE = 6 \cdot 5 = 30\ \text{kWh por dia}

Passo 2 — potência média = energia ÷ tempo. O texto diz que a turbina gera energia 24 horas por dia. Com a energia em kWh e o tempo em h, a potência sai direto em kW:

Pm=EΔt=30 kWh24 hP_m = \frac{E}{\Delta t} = \frac{30\ \text{kWh}}{24\ \text{h}}

Pm=1,25 kWP_m = 1{,}25\ \text{kW}

⚠️ A armadilha: confundir energia com potência e responder 30 kW (ou 5 kW). O "kWh" é unidade de energia: 30 kWh por dia é o mesmo que uma potência constante de 1,25 kW durante 24 h. O diâmetro, o preço e a vida útil não entram na conta.

A ideia em uma frase: potência média é energia dividida pelo tempo; kWh ÷ h = kW.

Resposta: a potência média é de 1,25 kW.

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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