ACAFE 2026 (Verão) — questão 34 de Física

Gabarito BEletrodinâmica — circuito RC em regime estacionário: corrente, carga e energia nos capacitoresVestibular de Medicina — Verão · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 34 de Física do ACAFE 2026 (Verão)

Enunciado em texto

Segundo a American Heart Association (AHA), o uso precoce de desfibriladores automáticos pode aumentar em até 70% a chance de sobrevivência após uma parada cardíaca súbita. Esses aparelhos funcionam com circuitos elétricos simples, capazes de acumular e descarregar energia rapidamente por meio de capacitores.

O esquema a seguir representa parte do circuito RC, com resistores ôhmicos, também presentes nos desfibriladores, onde uma fonte ideal de 300 V está ligada em série com uma chave A. Após a chave, o circuito divide-se em três ramos em paralelo.

Após a chave ser fechada, o circuito permanece assim por tempo suficiente para que os capacitores fiquem completamente carregados. Em seguida, a chave é aberta, isolando a fonte.

Dados:

- Ramo 1: R1=2 kΩR_1 = 2\ \text{k}\Omega em série com C1=10 μFC_1 = 10\ \mu\text{F}

- Ramo 2: R2=1 kΩR_2 = 1\ \text{k}\Omega em série com C2=20 μFC_2 = 20\ \mu\text{F}

- Ramo 3: R3=4 kΩR_3 = 4\ \text{k}\Omega e R4=6 kΩR_4 = 6\ \text{k}\Omega em série.

[Circuito: à esquerda, um ramo vertical com a chave ch. A em cima e a fonte U embaixo. À direita dele, ligados entre o fio de cima e o fio de baixo, três ramos verticais em paralelo: o primeiro com R1R_1 em cima e C1C_1 embaixo; o segundo com C2C_2 em cima e R2R_2 embaixo; o terceiro com R3R_3 em cima e R4R_4 embaixo.]

Analise as afirmativas.

I. Com a chave A fechada, a corrente que atravessa a fonte ideal é de 30 mA.

II. Com a chave A fechada, a energia armazenada no capacitor C1C_1, totalmente carregado, é de 450 mJ.

III. Com a chave A fechada e o capacitor C2C_2 completamente carregado, o potencial elétrico sobre ele é menor que 300 V, pois está em série com o resistor R2R_2.

IV. Com os capacitores completamente carregados, a carga elétrica total acumulada na associação é de 9 mC.

V. Com a chave A aberta, não haverá corrente percorrendo o circuito RC.

Assinale a alternativa CORRETA.

A) Somente as afirmativas II, IV e V estão corretas.

B) Somente as afirmativas I, II e IV estão corretas.

C) Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

D) Somente as afirmativas I, III e IV estão corretas.

(Enunciado e figura: Vestibular de Medicina ACAFE — Verão 2026, Física — ACAFE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Associação Catarinense das Fundações Educacionais (ACAFE).

Resolução comentada

O que a questão pede: analisar o circuito com os capacitores já carregados (chave fechada) e logo depois de abrir a chave.

Passo 1 — capacitor carregado não deixa passar corrente. Terminada a carga, a corrente nos ramos 1 e 2 é zero. Sem corrente, R1R_1 e R2R_2 não têm queda de tensão, e cada capacitor fica com a tensão inteira da fonte, 300 V. Isso já mostra que a afirmativa III é falsa: estar em série com um resistor não reduz a tensão final do capacitor, porque não passa corrente por esse resistor.

Passo 2 — a corrente na fonte (I). Só o ramo 3, puramente resistivo, conduz:

i=3004000+6000=0,03 Ai = \frac{300}{4000 + 6000} = 0{,}03\ \text{A}

São 30 mA. Verdadeira.

Passo 3 — energia em C1C_1 (II). Carga e energia (formulário: E=QV/2E = QV/2):

Q1=C1U=10⋅10−6⋅300Q_1 = C_1 U = 10 \cdot 10^{-6} \cdot 300

Q1=3⋅10−3 CQ_1 = 3 \cdot 10^{-3}\ \text{C}

E1=3⋅10−3⋅3002=0,45 JE_1 = \frac{3 \cdot 10^{-3} \cdot 300}{2} = 0{,}45\ \text{J}

São 450 mJ. Verdadeira.

Passo 4 — carga total (IV). Os dois capacitores estão sob 300 V:

Q2=20⋅10−6⋅300=6⋅10−3 CQ_2 = 20 \cdot 10^{-6} \cdot 300 = 6 \cdot 10^{-3}\ \text{C}

Q1+Q2=9⋅10−3 C=9 mCQ_1 + Q_2 = 9 \cdot 10^{-3}\ \text{C} = 9\ \text{mC}

Verdadeira.

Passo 5 — chave aberta (V). Abrir a chave tira só a fonte. Os três ramos continuam ligados entre si, formando um circuito fechado: os capacitores carregados passam a se descarregar através de R3R_3 e R4R_4 (é exatamente essa descarga que o desfibrilador aproveita). Há corrente, que vai diminuindo até zero. Falsa.

Conferindo: verdadeiras I, II e IV: alternativa B.

⚠️ A armadilha: achar que, com a fonte desligada, “acabou a corrente” (afirmativa V, que leva à alternativa C). Capacitor carregado é uma reserva de energia: com um caminho fechado por resistores, ele descarrega.

A ideia em uma frase: em regime estacionário, o capacitor é um ramo aberto com a tensão inteira do paralelo; tirada a fonte, ele descarrega pelos resistores que ainda o fecham.

Resposta: alternativa B (I, II e IV).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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