Einstein 2025 (Enfermagem, 2º semestre) — questão 40 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: por quanto tempo a energia que os painéis geram na vida útil inteira manteria acesa uma lâmpada de 12 W.

Passo 1 — a energia gerada. Potência é energia por unidade de tempo, então energia é potência vezes tempo. Os 400 W já são o total dos três painéis:

$$E = P\,\Delta t = 400\ \text{W} \times 1\,500\ \text{h}$$

$$E = 600\,000\ \text{Wh}$$

Não é preciso passar para joules: como o tempo pedido também está em horas, watt-hora serve muito bem.

Passo 2 — o tempo da lâmpada. Sem perdas, toda essa energia vai para a lâmpada, que consome 12 W:

$$\Delta t = \frac{E}{P} = \frac{600\,000\ \text{Wh}}{12\ \text{W}}$$

$$\Delta t = 50\,000\ \text{h}$$

Atalho: a lâmpada consome $400/12 \approx 33{,}3$ vezes menos potência que os painéis geram, então a energia dura 33,3 vezes mais: $33{,}3 \times 1\,500 = 50\,000$ h.

⚠️ A armadilha: ler “três painéis” e multiplicar 400 W por 3. Dá 150 000 h, que não está nas alternativas: o enunciado avisa que os 400 W são “no total”. Os capacitores e o efeito Joule só estão lá para dizer que nenhuma energia se perde no caminho.

A ideia em uma frase: energia é potência vezes tempo; a mesma energia, gasta numa potência menor, dura proporcionalmente mais.

Resposta: alternativa D (50 000 h).