EsPCEx 2017/2018 — questão 26 de Física

Gabarito CEletrodinâmica — energia armazenada num capacitor e dissipada num resistorConcurso de Admissão 2017/2018 · Exame Intelectual, 1º dia · Modelo A
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 26 de Física do EsPCEx 2017/2018

Enunciado em texto

Um capacitor de capacitância igual a 2 µF está completamente carregado e possui uma diferença de potencial entre suas armaduras de 3 V. Em seguida, este capacitor é ligado a um resistor ôhmico por meio de fios condutores ideais, conforme representado no circuito abaixo, sendo completamente descarregado através do resistor.

Nesta situação, a energia elétrica total transformada em calor pelo resistor é de

[Figura: circuito simples com o capacitor ligado diretamente ao resistor. Desenho ilustrativo – fora de escala.]

(A) 1,5·10⁻⁶ J

(B) 6,0·10⁻⁶ J

(C) 9,0·10⁻⁶ J

(D) 12,0·10⁻⁶ J

(E) 18,0·10⁻⁶ J

(Enunciado e figura: EsPCEx — Concurso de Admissão 2017/2018, 1º dia, Modelo A.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx), do Exército Brasileiro.

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto calor o resistor produz até descarregar o capacitor.

A ideia: toda a energia guardada no capacitor vira calor no resistor.

E=C U22=2⋅10−6×322=9,0⋅10−6 JE = \frac{C\,U^2}{2} = \frac{2\cdot10^{-6} \times 3^2}{2} = 9{,}0\cdot10^{-6}\ \text{J}

⚠️ A armadilha: usar E=C U2E = C\,U^2 sem o 1/2 (18 · 10⁻⁶ J, alternativa E) ou E=Q UE = Q\,U com Q = CU (o mesmo erro).

A ideia em uma frase: a energia de um capacitor é CU²/2, e na descarga por um resistor ela vira calor inteira.

Resposta: alternativa C.

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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