Questão 19 do IME 2025

Question

Figura 1 representando o circuito com carregador e bateria, Figura 2a com o gráfico da corrente I em função do tempo t, e Figura 2b com o gráfico da tensão V em função do tempo t.

Considere um sistema de carga de bateria hipotético, mostrada na Figura 1, no qual, os gráficos da corrente I(t) e da tensão V(t) são mostradas nas Figuras 2a e 2b. Ao longo do período de carga, que é de 5 h, a energia fornecida pelo carregador, em kJ, é:

A
345{,}6
B
172{,}8
C
129{,}6
D
86{,}4
E
36{,}0

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 19 do IME 2025

Prova objetiva · Física · Física: Potência elétrica e efeito Joule

Figura 1 representando o circuito com carregador e bateria, Figura 2a com o gráfico da corrente I em função do tempo t, e Figura 2b com o gráfico da tensão V em função do tempo t.

Considere um sistema de carga de bateria hipotético, mostrada na Figura 1, no qual, os gráficos da corrente I(t) e da tensão V(t) são mostradas nas Figuras 2a e 2b. Ao longo do período de carga, que é de 5 h, a energia fornecida pelo carregador, em kJ, é:

A
345{,}6
B
172{,}8
C
129{,}6
D
86{,}4
E
36{,}0

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

A energia fornecida é E=\int P\,dt=\int V\,I\,dt. Como V=6\ \text{V} é constante durante as 5 h, basta calcular a carga que passa pelo circuito, ou seja, a área sob o gráfico I\times t, e multiplicar por V.

De 0 a 3 h a corrente é constante, 2\ \text{A} (um retângulo): Q_1 = 2\cdot 3 = 6\ \text{A·h}.
De 3 h a 5 h a corrente cai linearmente de 2\ \text{A} a zero (um triângulo): Q_2=\dfrac{2\cdot 2}{2}=2\ \text{A·h}.
Carga total: Q=6+2=8\ \text{A·h}.
Convertendo para coulombs, com 1\ \text{h}=3600\ \text{s}: Q=8\cdot 3600=28\,800\ \text{C}.
Energia: E=V\,Q=6\cdot 28\,800=172\,800\ \text{J}=172{,}8\ \text{kJ}.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

ADobra o resultado correto, por exemplo ao usar a área do retângulo e do triângulo de forma errada (triângulo sem dividir por 2 e outras contas).
CUsa carga de 6 A·h, ignorando a área do triângulo ou parte dela.
DMetade do valor correto, por exemplo usando a carga de 4 A·h.
ENão converte corretamente as horas ou usa apenas uma parte do gráfico, resultando em valor muito baixo.

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Corrente elétrica.

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Questão 19 no caderno Prova objetiva do IME 2025

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