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Mapa de questões · 1º dia
NaturezaFísicaDifícil

Questão 85 — ENEM 2015 PPLCaderno azul · 1º Dia

Para irrigar sua plantação, um produtor rural construiu um reservatório a 20 metros de altura a partir da barragem de onde será bombeada a água. Para alimentar o motor elétrico das bombas, ele instalou um painel fotovoltaico. A potência do painel varia de acordo com a incidência solar, chegando a um valor de pico de 80 W ao meio-dia. Porém, entre as 11 horas e 30 minutos e as 12 horas e 30 minutos, disponibiliza uma potência média de 50 W . Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m / s2 e uma eficiência de transferência energética de 100%.

Qual é o volume de água, em litros, bombeado para o reservatório no intervalo de tempo citado?

Alternativas

Resolução

📋 Ficha da Questão

  • 📚 Matérias Necessárias: Física → Trabalho e energia
  • ⚡ Nível: Médio — energia elétrica vira energia potencial.
  • 🎯 Tema/Habilidade: O volume de água bombeado no intervalo.
  • 🏆 Gabarito: D — revelado após a resolução completa

🔎 Passo 1 — O que a questão pede

  • Comando: qual é o volume de água bombeado no intervalo indicado.
  • Estrutura da questão: o painel fornece potência média de 50 W durante uma hora, com reservatório a 20 m de altura.
  • Armadilha antecipada: usar a potência de pico de 80 W. O enunciado indica a média de 50 W no intervalo.

📚 Passo 2 — O conceito em jogo

A energia fornecida é a potência média multiplicada pelo tempo.

Elevar água a uma altura exige energia igual a mgh.

Um litro de água corresponde a um quilograma de massa.

🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta

Calcule a energia: 50 W × 3 600 s = 180 000 J.

Iguale a mgh e isole a massa: 180 000 ÷ (10 × 20) = 900 kg.

Converta em volume: 900 litros — alternativa D.

🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas

  • A) ✗ Incorreta. 150 litros não corresponde à energia disponível no intervalo.
  • B) ✗ Incorreta. 250 litros exigiria energia bem inferior à fornecida.
  • C) ✗ Incorreta. 450 litros corresponderia a metade da energia calculada.
  • D) ✓ Correta. 180 000 J elevam 900 kg a 20 metros, o que equivale a 900 litros.
  • E) ✗ Incorreta. 1 440 litros exigiria energia superior à disponível.

🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão

Cinquenta watts por uma hora dão cento e oitenta mil joules. O resto é mgh.

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