Buscando conhecer as informações técnicas de um ferro elétrico para avaliar o consumo de energia, um estudante identifica algumas informações desse eletrodoméstico fornecidas pelo fabricante, como mostra a figura.
Sabe-se que esse aparelho é utilizado, em média, 30 minutos por dia, durante 30 dias.
GREF. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: Edusp, 1993 (adaptado).
Qual é o valor mais próximo do consumo mensal de energia desse eletrodoméstico, em kWh?
A) 0,87
B) 1,73
C) 3,45
D) 11,3
E) 22,5
✍ Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Física (Eletrodinâmica): Potência elétrica e consumo de energia.
- Matemática Básica: Unidades de tempo e conversão de grandezas.
Tema/Objetivo Geral:
Calcular o consumo mensal de energia elétrica de um eletrodoméstico em quilowatt-hora (kWh), relacionando a potência nominal do aparelho com o tempo total de utilização no mês.
Nível da Questão
Fácil. A questão exige a aplicação direta da fórmula de energia (E = P * t). O único ponto de atenção é a conversão obrigatória de unidades de minutos para horas e de Watts para Quilowatts.
Gabarito
Alternativa D (11,3). O consumo é o produto da potência (0,75 kW) pelo tempo total de uso no mês (15 horas), resultando em 11,25 kWh, cujo valor mais próximo é 11,3.
1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
Decodificação do Objetivo: Nossa missão é calcular o “gasto” de energia que esse ferro de passar gera no final de 30 dias. Precisamos descobrir quanta energia ele consome da rede elétrica considerando o tempo que fica ligado.
Simplificação Radical: Pense na potência do ferro (750 W) como a “fome” que ele tem por energia. O tempo de uso é o quanto o “cronômetro” corre. O desafio é ajustar as unidades (minutos e Watts) para o padrão das contas de luz (kWh) antes de fazer a conta final.
Nosso Plano de Ataque será o seguinte:
- Extrair os dados técnicos da imagem (Potência).
- Calcular o tempo total de uso no mês em horas.
- Converter a potência de Watts para Quilowatts.
- Multiplicar tudo para achar a energia final.
2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Para este caso de eletrodinâmica, utilizaremos o Dossiê de Consumo Energético:
- Fórmula da Energia Elétrica: E = P * t
- Unidades: E (Energia em kWh), P (Potência em kW) e t (Tempo em horas).
Tabela de Conversão Prática:
- Para passar de W para kW: divida por 1000 (750 W = 0,75 kW).
- Para passar de minutos para horas: divida por 60 (30 min = 0,5 h).
3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Vamos executar os cálculos passo a passo:
1. Calculando o Tempo Total (t):
O ferro é usado 30 minutos por dia durante 30 dias.
t = 30 minutos * 30 dias = 900 minutos.
Convertendo para horas: 900 / 60 = 15 horas.
2. Ajustando a Potência (P):
A etiqueta do fabricante diz 750 W.
P = 750 / 1000 = 0,75 kW.
3. Calculando a Energia Mensal (E):
E = P * t
E = 0,75 kW * 15 h
E = 11,25 kWh.
🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! O erro mais comum aqui é esquecer que 30 minutos é meia hora (0,5 h). Se você usar o número “30” direto na fórmula (750 * 30), você vai encontrar um valor enorme e totalmente fora da realidade da questão. Outro erro é não converter Watts para Quilowatts.
A Bússola (O Perfil do Culpado)
- Síntese do raciocínio: Multiplicar a potência em kW (0,75) pelo tempo total em horas (15).
- Expectativa: Um valor próximo de 11 kWh.
4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
A) 0,87
- Narrativa do Erro: O aluno pode ter calculado o consumo de apenas um dia ou errado feio na divisão por 60.
- Diagnóstico do Erro: Erro de escala (Cálculo parcial).
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
B) 1,73
- Narrativa do Erro: Erro matemático ao lidar com os decimais de 0,75 e 0,5.
- Diagnóstico do Erro: Erro aritmético básico.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
C) 3,45
- Narrativa do Erro: O aluno errou a proporção de dias ou o fator de conversão de tempo.
- Diagnóstico do Erro: Erro de processo/lógica.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
D) 11,3
- Análise: Perfeito. O nosso cálculo deu 11,25 kWh. Como o comando pede o “valor mais próximo”, 11,3 é o arredondamento correto.
- Conclusão: 🟢 Alternativa correta.
E) 22,5
- Narrativa do Erro: Este valor é o dobro de 11,25. Acontece se o aluno achar que 30 minutos vale por 1 hora inteira.
- Diagnóstico do Erro: Confundir Unidades de Tempo (30 min não é 1h).
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
A resposta final é a Alternativa D. Esse cálculo é a base para o consumo consciente em casa: aparelhos que geram calor (ferro, chuveiro, secador) são os que mais pesam na conta.
Resumo-flash (A Imagem Mental):
“Potência em kW vezes as horas de uso: a conta de luz no seu bolso!”
🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Este mesmo raciocínio de “Potência x Tempo” é usado na Engenharia de Veículos Elétricos. Para saber a autonomia de um carro, os engenheiros calculam a capacidade da bateria em kWh. Se a bateria tem 60 kWh e o motor gasta 15 kW por hora, o carro anda por 4 horas, exatamente como a lógica do ferro de passar que resolvemos.
