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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 64 da FUVEST 2004

1ª fase · Física: Geradores, receptores e leis de Kirchhoff

Texto-base das questões 57 a 68 · 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}).

Seis pilhas iguais, cada uma com diferença de potencial V, estão ligadas a um aparelho, com resistência elétrica R, na forma esquematizada na figura. Nessas condições, a corrente medida pelo amperímetro A, colocado na posição indicada, é igual a

Circuito elétrico contendo três ramos em paralelo, cada um com duas pilhas em série com a mesma orientação, ligados em série a um resistor de resistência R e a um amperímetro A no circuito principal.

  1. A
    V/\ R
  2. B
    2V/\ R
  3. C
    2V/\ 3R
  4. D
    3V/\ R
  5. E
    6V/\ R
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Resolução comentada

Cada ramo tem duas pilhas em série, todas com a mesma orientação (o terminal positivo, a pequena saliência verde, aponta para o mesmo lado em todas). Em série, as tensões se somam, então cada ramo fornece 2V.

Os três ramos estão ligados em paralelo. Pilhas iguais e de mesma polaridade em paralelo não somam tensão: a tensão do conjunto continua igual à de um ramo, ou seja, 2V. Em paralelo, o que aumenta é a capacidade de fornecer corrente, não a tensão.

Essa tensão equivalente alimenta o resistor R, em série com o amperímetro. Considerando as pilhas ideais (sem resistência interna) e o amperímetro ideal:

  1. Tensão sobre R: U = 2V
  2. Primeira lei de Ohm: i = \dfrac{U}{R} = \dfrac{2V}{R}

O amperímetro está no ramo principal, em série com R, então mede a corrente total, 2V/R (cada ramo de pilhas fornece um terço dela).

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa E engana quem soma a tensão das seis pilhas (6V), esquecendo que os três ramos estão em paralelo e a tensão não se soma entre eles.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aconsidera só uma pilha, esquecendo que as duas pilhas em série de cada ramo somam 2V.
  • Cdivide por 3R, como se o resistor fosse triplicado, mas os três ramos estão em paralelo e só repartem a corrente.
  • Dusa 3V, como se a tensão dependesse do número de ramos em paralelo.
  • Esoma as tensões das seis pilhas, como se todas estivessem em série.

Assuntos: Geradores, receptores e leis de Kirchhoff, Resistência elétrica e leis de Ohm.

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Ver como caiu na prova Questão 64 no caderno V da FUVEST 2004

Fonte: FUVEST 2004. Prova oficial ↗