EEAR 2020 (CFS 2) — questão 94 de Física
Enunciado em texto
Recentemente a legislação brasileira passou a determinar que os veículos trafeguem nas estradas com os faróis baixos acesos durante o dia ou uma outra lâmpada própria para isso, chamada luz diurna. Os carros geralmente possuem duas lâmpadas dos faróis baixos e duas lâmpadas dos faróis altos. Para obedecer a essa legislação, evitar que o usuário esqueça de acender os faróis e para preservar o uso das lâmpadas de farol baixo sem a necessidade da inclusão de lâmpadas extras, um determinado fabricante de automóveis optou pela seguinte solução descrita a seguir. Os carros dessa marca possuem as lâmpadas de farol alto com dois modos diferentes de associação elétrica. No primeiro modo, chamado “farol alto”, as lâmpadas são ligadas em paralelo entre si e à bateria do carro (12 V). As lâmpadas são iguais e dissipam a potência de 60 W cada uma. Esse modo está representado na figura I a seguir. No segundo modo, um sistema automatizado foi feito de tal forma que ao ligar o carro, se os faróis estiverem desligados, esse sistema associa as duas lâmpadas de farol alto em série e essa associação é chamada de “modo luz diurna”, representado pela figura II a seguir.
[Figura I (“Faróis altos ligados”): bateria de 12V ligada às lâmpadas L1 e L2 em paralelo, cada uma marcada 60W. Figura II (“Luz diurna ligada”): bateria de 12V ligada às lâmpadas L1 e L2 em série.]
No modo luz diurna, as lâmpadas acendem com um brilho menos intenso, porém o suficiente para obedecer à legislação e não atingem a temperatura do modo farol alto. Sabe-se que a resistência elétrica das lâmpadas é dada pelo filamento de tungstênio e o mesmo apresenta um aumento do valor da resistência elétrica em função da temperatura atingida. Nesse caso, considere que a resistência elétrica de cada lâmpada no modo luz diurna é igual a 75% da resistência elétrica de cada lâmpada no modo farol alto.
Considere as lâmpadas como resistores ôhmicos ao atingir cada patamar de temperatura, ou seja, em cada uma das condições descritas no enunciado. E com base nisso assinale a alternativa que indica corretamente o valor de potência elétrica dissipada, em W, em cada lâmpada quando estiver no modo luz diurna.
a) 10
b) 20
c) 30
d) 40
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2020 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: a potência em cada lâmpada quando as duas estão em série na bateria de 12 V.
Passo 1 — a resistência no modo farol alto. Em paralelo, cada lâmpada recebe os 12 V da bateria e dissipa 60 W:
Passo 2 — a resistência no modo luz diurna: 75% disso.
Passo 3 — a potência em cada uma. Em série, as duas lâmpadas são iguais e dividem os 12 V ao meio: 6 V em cada.
Conferindo pela corrente: A e W.
⚠️ As armadilhas: calcular a potência total do circuito em série, W, a alternativa D, e esquecer de dividir entre as duas lâmpadas. Ou ignorar os 75%: com 2,4 Ω cada, daria 15 W, que nem está nas alternativas.
A ideia em uma frase: ache R pela potência nominal, ajuste pela temperatura e, em série, cada lâmpada igual fica com metade da tensão.
Resposta: alternativa B (20 W).
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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