PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 36 (1º exame) da UERJ 2013

1º exame · Ciências da Natureza e Matemática · Física: Associação de resistores

Em uma experiência, três lâmpadas idênticas \{\text{L}_1,\ \text{L}_2,\ \text{L}_3\} foram inicialmente associadas em série e conectadas a uma bateria E de resistência interna nula. Cada uma dessas lâmpadas pode ser individualmente ligada à bateria E sem se queimar.

Observe o esquema desse circuito, quando as três lâmpadas encontram-se acesas:

Circuito elétrico contendo uma bateria E no ramo esquerdo e três lâmpadas associadas em série: L1 no ramo superior, L2 no ramo direito e L3 no ramo inferior.

Em seguida, os extremos não comuns de \text{L}_1 e \text{L}_2 foram conectados por um fio metálico, conforme ilustrado abaixo:

O mesmo circuito elétrico anterior com um fio condutor ligando em diagonal o nó à esquerda de L1 ao nó abaixo de L2.

A afirmativa que descreve o estado de funcionamento das lâmpadas nessa nova condição é:

  1. A
    As três lâmpadas se apagam.
  2. B
    As três lâmpadas permanecem acesas.
  3. C
    \text{L}_1 e \text{L}_2 se apagam e \text{L}_3 permanece acesa.
  4. D
    \text{L}_3 se apaga e \text{L}_1 e \text{L}_2 permanecem acesas.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Quando uma lâmpada tem seus dois terminais ligados por um fio de resistência desprezível, a corrente prefere esse caminho (curto-circuito) e a lâmpada deixa de funcionar, pois a diferença de potencial entre seus terminais é nula.

Na figura 2, o fio liga o nó à esquerda de \text{L}_1 (canto superior esquerdo, ligado ao polo superior da bateria) ao nó abaixo de \text{L}_2 (canto inferior direito).

  1. O canto superior esquerdo é o terminal de \text{L}_1 ligado à bateria; o outro terminal de \text{L}_1 é o canto superior direito, que também é terminal de \text{L}_2.
  2. O canto inferior direito é o terminal inferior de \text{L}_2 e também o terminal de \text{L}_3 que vai à direita.
  3. Assim, o fio liga o início de \text{L}_1 ao fim de \text{L}_2: as duas lâmpadas em série ficam entre os extremos do fio, ou seja, \text{L}_1 e \text{L}_2 ficam em paralelo com o fio.
  4. Como o fio tem resistência nula, a tensão sobre \text{L}_1+\text{L}_2 é nula e nenhuma corrente passa por elas: \text{L}_1 e \text{L}_2 apagam.
  5. A corrente da bateria segue pelo fio e passa por \text{L}_3. Agora \text{L}_3 fica sozinha ligada à bateria, com a tensão total E, e brilha ainda mais do que antes (antes tinha E/3). Como cada lâmpada suporta ser ligada sozinha à bateria, ela não queima.

Portanto, \text{L}_1 e \text{L}_2 se apagam e \text{L}_3 permanece acesa.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIgnora que \text{L}_3 continua ligada à bateria pelo fio e segue percorrida por corrente.
  • BDesconsidera o curto-circuito: o fio de resistência nula desvia toda a corrente de \text{L}_1 e \text{L}_2.
  • DInverte a situação: as lâmpadas em curto são \text{L}_1 e \text{L}_2, não \text{L}_3.

Assunto: Associação de resistores.

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Ver como caiu na prova Questão 36 no caderno 1º Exame de Qualificação da UERJ 2013

Fonte: UERJ 2013 · 1º Exame de Qualificação. Prova oficial ↗