FMJ 2017 — questão 44 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a energia total da bateria, que é a energia gasta nas 500 aferições.

Passo 1 — a potência fornecida, com a corrente em ampères (400 mA = 0,400 A):

$$P = U\,i = 6{,}0 \times 0{,}400 = 2{,}4\ \text{W}$$

Passo 2 — o tempo total de uso:

$$\Delta t = 500 \times 40 = 20\,000\ \text{s}$$

Passo 3 — a energia:

$$E = P\,\Delta t = 2{,}4 \times 20\,000$$

$$E = 48\,000 = 4{,}8 \times 10^4\ \text{J}$$

Conferindo por outro caminho: a carga total que a bateria entrega é $0{,}400 \times 20\,000 = 8\,000$ C, e cada coulomb sai com 6,0 J (é o que significa 6,0 V): $8\,000 \times 6{,}0 = 48\,000$ J.

⚠️ A armadilha: usar a corrente em miliampères sem converter: $6{,}0 \times 400 \times 20\,000 = 4{,}8 \times 10^7$ J, a alternativa E, mil vezes maior. Outra: calcular a energia de uma aferição só, $2{,}4 \times 40 = 96$ J, e esquecer as 500.

A ideia em uma frase: energia é potência vezes tempo, com P = U·i em unidades do SI e o tempo de todas as aferições.

Resposta: alternativa C ($4{,}8 \times 10^{4}$ J).