FMABC 2022 — questão 58 de Física

Gabarito AEletrodinâmica — curva característica do gerador (resistência interna)Medicina · Prova de Conhecimentos Gerais · Versão 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 58 de Física do FMABC 2022

Enunciado em texto

Uma bateria produz uma diferença de potencial U em um circuito em função da corrente elétrica total i que o atravessa, de acordo com o gráfico a seguir.

[Gráfico: U (V) no eixo vertical × i (A) no eixo horizontal. Um segmento de reta decrescente vai do ponto (0,1 A; 5 V) ao ponto (0,6 A; 1 V), com linhas tracejadas ligando esses pontos aos eixos.]

Sabendo que a diferença de potencial que a bateria produz é dada por U = ε − r · i, em que ε é a f.e.m. da bateria e r é sua resistência interna, o valor da resistência interna dessa bateria é igual a

(A) 8 Ω.

(B) 6 Ω.

(C) 4 Ω.

(D) 10 Ω.

(E) 2 Ω.

(Enunciado e figura: Vestibular FMABC 2022, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMABC/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário FMABC e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a resistência interna r da bateria, lida no gráfico U × i.

Passo 1 — o que é r no gráfico. Na equação U=ε−r iU = \varepsilon - r\,i, o gráfico é uma reta que desce, e r é a inclinação dela (em valor absoluto): quanto a tensão cai para cada ampère a mais de corrente. Use os dois pontos marcados:

r=ΔUΔi=5−10,6−0,1r = \frac{\Delta U}{\Delta i} = \frac{5 - 1}{0{,}6 - 0{,}1}

r=40,5=8 Ωr = \frac{4}{0{,}5} = 8\ \Omega

Conferindo: com r = 8 Ω, o primeiro ponto dá a f.e.m.: ε=U+r i=5+8×0,1=5,8\varepsilon = U + r\,i = 5 + 8 \times 0{,}1 = 5{,}8 V. No segundo ponto: 5,8−8×0,6=5,8−4,8=15{,}8 - 8 \times 0{,}6 = 5{,}8 - 4{,}8 = 1 V. Bate com o gráfico.

⚠️ A armadilha: usar só o 5 V como variação de tensão, esquecendo que a reta termina em 1 V e não em zero: 5/0,5=10 Ω5/0{,}5 = 10\ \Omega, a alternativa D. A variação é 5−1=45 - 1 = 4 V.

A ideia em uma frase: na curva U × i de um gerador, a resistência interna é o quanto a tensão cai por ampère: r=ΔU/Δir = \Delta U / \Delta i.

Resposta: alternativa A (8 Ω).

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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