ACAFE 2022 (Inverno) — questão 34 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a energia total das 75 descargas que o peixe dá em um segundo.

Passo 1 — a potência de uma descarga. Potência elétrica é tensão vezes corrente:

$$P = U\,i = 60 \times 16 = 960\ \text{W}$$

Passo 2 — a energia de uma descarga. Energia é potência vezes o tempo em que ela age, e cada descarga dura só 5 ms:

$$E_1 = P\,\Delta t = 960 \times 5 \times 10^{-3}$$

$$E_1 = 4{,}8\ \text{J}$$

Passo 3 — as 75 descargas de cada segundo:

$$E = 75 \times 4{,}8 = 360\ \text{J}$$

$$E = 3{,}60 \cdot 10^{2}\ \text{J}$$

Conferindo: em cada segundo, o peixe fica “ligado” durante $75 \times 5$ ms = 0,375 s. Então $E = 960 \times 0{,}375 = 360$ J.

⚠️ A armadilha: multiplicar 960 W por 1 s inteiro, como se a descarga fosse contínua, e depois ainda por 75: $960 \times 75 = 7{,}2 \cdot 10^{4}$ J, a alternativa A. Cada descarga dura só 5 ms; o peixe passa a maior parte do tempo sem descarregar.

A ideia em uma frase: energia = potência × tempo ligado; com pulsos, o tempo ligado é o número de pulsos vezes a duração de cada um.

Resposta: alternativa D ($3{,}60 \cdot 10^{2}$ J).