FACISB 2023 — questão 69 de Física

Gabarito BEletrodinâmica — resistores em paralelo e depois em sérieProcesso Seletivo Medicina · Prova Objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 69 de Física do FACISB 2023

Enunciado em texto

Um circuito elétrico é composto por três resistores ôhmicos, R1R_1, R2R_2 e R3R_3, associados em paralelo e ligados a uma bateria ideal de força eletromotriz ε. Nessa situação, as intensidades das correntes elétricas que percorrem esses resistores estão indicadas na figura.

[Figura: bateria de fem ε à esquerda; três resistores em paralelo, R1R_1, R2R_2 e R3R_3, percorridos, respectivamente, pelas correntes 10 mA, 30 mA e 60 mA, indicadas por setas para baixo.]

Em um segundo momento, o circuito é reorganizado de forma que esses mesmos três resistores estejam associados em série e ligados à bateria. Nessa nova configuração, a relação entre as diferenças de potencial U1U_1, U2U_2 e U3U_3, que se estabelecem, respectivamente, entre as extremidades de cada um dos resistores, R1R_1, R2R_2 e R3R_3, é

(A) U1=13U2=16U3U_1 = \dfrac{1}{3}U_2 = \dfrac{1}{6}U_3

(B) U1=3U2=6U3U_1 = 3U_2 = 6U_3

(C) 16U1=U2=13U3\dfrac{1}{6}U_1 = U_2 = \dfrac{1}{3}U_3

(D) 2U1=U2=3U32U_1 = U_2 = 3U_3

(E) 6U1=3U2=U36U_1 = 3U_2 = U_3

(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2023 — FACISB/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a relação entre as tensões nos resistores quando eles passam a estar em série.

Passo 1 — as resistências a partir do paralelo. Em paralelo, os três estão sob a mesma tensão ε. Pela lei de Ohm, R = ε/i: a resistência é inversamente proporcional à corrente.

R1=ε10,R2=ε30,R3=ε60R_1 = \frac{\varepsilon}{10}, \quad R_2 = \frac{\varepsilon}{30}, \quad R_3 = \frac{\varepsilon}{60}

R1:R2:R3=6:2:1R_1 : R_2 : R_3 = 6 : 2 : 1

Passo 2 — em série. Agora a corrente é a mesma nos três, e U = R·i: as tensões ficam proporcionais às resistências:

U1:U2:U3=6:2:1U_1 : U_2 : U_3 = 6 : 2 : 1

Ou seja, U1=3U2U_1 = 3U_2 (6 = 3 × 2) e U1=6U3U_1 = 6U_3 (6 = 6 × 1).

U1=3U2=6U3U_1 = 3U_2 = 6U_3

⚠️ A armadilha: achar que o resistor com mais corrente no paralelo também tem mais tensão na série, e marcar (E), 6U1=3U2=U36U_1 = 3U_2 = U_3. É o contrário: maior corrente em paralelo significa menor resistência, e em série o menor resistor fica com a menor tensão.

A ideia em uma frase: em paralelo, corrente maior indica resistência menor; em série, tensão é proporcional à resistência.

Resposta: alternativa B (U1=3U2=6U3U_1 = 3U_2 = 6U_3).

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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