PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 63 da UNICAMP 2017

1ª fase · Física: Corrente elétrica

Tecnologias móveis como celulares e tablets têm tempo de autonomia limitado pela carga armazenada em suas baterias. O gráfico abaixo apresenta, de forma simplificada, a corrente de recarga de uma célula de bateria de íon de lítio, em função do tempo. Considere uma célula de bateria inicialmente descarregada e que é carregada seguindo essa curva de corrente. A sua carga no final da recarga é de

Gráfico da corrente de recarga em miliamperes (mA) em função do tempo em horas (h). A corrente permanece constante em 1200 mA do tempo 0 até 1,5 h e, em seguida, diminui linearmente até atingir 0 mA no instante 4,0 h. O gráfico possui linhas de grade tracejadas com marcações a cada 200 mA e a cada 0,5 h.

  1. A
    3{,}3\text{ C}.
  2. B
    11.880\text{ C}.
  3. C
    1200\text{ C}.
  4. D
    3.300\text{ C}.
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Resolução comentada

A carga elétrica que passa pela bateria é a área sob o gráfico da corrente em função do tempo, pois Q = i\cdot\Delta t quando a corrente é constante.

A área se divide em duas partes: um retângulo (de 0 a 1,5 h) e um triângulo (de 1,5 h a 4,0 h).

  1. Retângulo: 1200\ \text{mA} \times 1{,}5\ \text{h} = 1800\ \text{mA·h}.
  2. Triângulo: base = 4{,}0 - 1{,}5 = 2{,}5\ \text{h} e altura 1200\ \text{mA}, então \dfrac{2{,}5 \times 1200}{2} = 1500\ \text{mA·h}.
  3. Total: 1800 + 1500 = 3300\ \text{mA·h} = 3{,}3\ \text{A·h}.

Agora convertemos para coulombs. Como 1\ \text{A·h} = 1\ \text{A}\times 3600\ \text{s} = 3600\ \text{C}:

Q = 3{,}3 \times 3600 = 11\,880\ \text{C}

O resultado de 3300 mA·h é a capacidade comum de baterias, mas a unidade pedida é o coulomb, por isso a conversão das horas em segundos é indispensável.

Alternativa B.

Pegadinha: As alternativas A e D trazem 3,3 e 3300, resultados da área sem a conversão de unidades (A·h ou mA·h), que enganam quem esquece que 1 h = 3600 s.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADá o valor em A·h (3,3), sem converter horas em segundos para obter coulombs.
  • CValor sem relação com a área do gráfico; confunde a corrente de 1200 mA com a carga.
  • DUsa 3300 mA·h como se fosse coulombs, sem converter mA para A nem h para s.

Assunto: Corrente elétrica.

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Ver como caiu na prova Questão 63 no caderno Q da UNICAMP 2017

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2017. Prova oficial ↗