UFSC 2016 — questão 29 de Física
Enunciado em texto
A busca por alternativas energéticas para o futuro ou para locais com poucos recursos econômicos tem levado à proposição de inovações cada vez mais criativas, como a Soccket, mostrada na figura abaixo. A Soccket é uma bola de futebol com um pequeno pêndulo no interior que aproveita a energia cinética do seu movimento através de um gerador elétrico conectado a uma bateria recarregável. A energia armazenada pode ser usada para os mais diversos fins, como o acendimento de lâmpadas e a recarga de baterias e dispositivos eletrônicos.
[Figura: foto de uma bola de futebol com uma tomada na superfície, à qual está ligada uma pequena lâmpada por um fio.]
Disponível em: <http://www.greenprophet.com/2012/12/socket-a-fun-powered-energy-ball-kids-kick-for-power/>. [Adaptado]. Acesso em: 24 set. 2015.
Com base no exposto acima e no Princípio de Conservação de Energia, é CORRETO afirmar que:
(01) quando a Soccket é chutada, realiza-se um trabalho mecânico sobre ela.
(02) apenas o trabalho mecânico determina a quantidade de energia que é transferida ou retirada da Soccket.
(04) toda energia recebida pela Soccket durante um chute é convertida em energia elétrica.
(08) a energia armazenada na Soccket é transferida para outros dispositivos eletrônicos pelo trabalho elétrico.
(16) a transformação da energia cinética em energia elétrica no gerador elétrico da Soccket é explicada pela Lei de Faraday.
(32) a função da bateria da Soccket é de aumentar a energia elétrica produzida.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2016 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: acompanhar as transformações de energia na bola geradora e julgar as afirmações.
O caminho da energia: o chute realiza trabalho sobre a bola (energia cinética) → o pêndulo interno balança e gira o gerador → o gerador produz energia elétrica por indução → a bateria armazena essa energia (como energia química) → depois ela é entregue a uma lâmpada ou a um aparelho.
(01) Verdadeira. O pé aplica uma força na bola ao longo de um deslocamento: realiza trabalho, que se transforma em energia cinética da bola.
(02) Falsa. A energia também entra e sai de outras formas: por calor (a bola esquenta e troca calor com o ambiente), por trabalho elétrico (na recarga e na descarga da bateria). Não é “apenas” o trabalho mecânico.
(04) Falsa. Boa parte da energia do chute continua como energia cinética da bola, vira calor (deformação, atrito, resistência do ar) ou som. Só uma fração vai para o gerador e vira energia elétrica.
(08) Verdadeira. A bateria entrega energia aos aparelhos fazendo cargas se moverem sob uma diferença de potencial: é trabalho elétrico ().
(16) Verdadeira. O gerador funciona por indução eletromagnética: o movimento varia o fluxo magnético numa bobina e induz uma força eletromotriz, como diz a lei de Faraday.
(32) Falsa. A bateria só armazena a energia produzida pelo gerador para usar depois. Ela não aumenta a quantidade de energia (isso violaria a conservação da energia).
⚠️ A armadilha: a (32). Nenhum dispositivo “aumenta” a energia; ele pode armazenar, transformar ou transferir, sempre com alguma perda.
A ideia em uma frase: a bola transforma parte do trabalho do chute em energia elétrica por indução e a guarda na bateria — nunca mais energia do que recebeu.
Resposta: soma 25 (01 + 08 + 16).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.