FMJ 2020 — questão 59 de Física
Enunciado em texto
Uma pessoa comprou quatro pilhas de 1,5 V cada uma, como mostra a figura 1, para colocar em um aparelho que funciona com 6,0 V. Após colocá-las no aparelho, conforme mostra a figura 2, verificou que o aparelho não funcionava.
[Figura 1: uma pilha em pé, com o polo + (ponta com o pino, parte laranja) em cima e o polo − (base, parte azul) embaixo.]
[Figura 2: quatro pilhas deitadas, uma sobre a outra, numeradas de 1 a 4 de cima para baixo; todas estão com o polo − à esquerda e o polo + (pino) à direita. Ligações: uma barra à esquerda liga o polo − da pilha 1 ao polo − da pilha 2; uma barra à direita liga o polo + da pilha 2 ao polo + da pilha 3; uma barra à esquerda liga o polo − da pilha 3 ao polo − da pilha 4. O polo + da pilha 1 está ligado ao terminal + do aparelho e o polo + da pilha 4, ao terminal −; entre esses terminais, uma seta dupla indica 6,0 V.]
Para que o aparelho funcione normalmente, a pessoa deve inverter
(A) apenas a pilha 1.
(B) apenas as pilhas 2 e 4.
(C) apenas as pilhas 1 e 3.
(D) todas as pilhas.
(E) apenas a pilha 4.
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2020, Medicina, Prova II — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: quais pilhas virar para que as quatro somem 6,0 V com a polaridade certa.
Passo 1 — a regra da associação em série. Para as tensões se somarem, o polo + de cada pilha tem de estar ligado ao polo − da seguinte. Percorrendo o circuito do terminal − do aparelho até o terminal +, cada pilha deve ser atravessada do − para o + (ganho de 1,5 V em cada).
Passo 2 — percorrer a montagem da figura 2, do terminal − do aparelho para o terminal +:
• chega no + da pilha 4 e sai pelo −: perde 1,5 V;
• vai ao − da pilha 3 e sai pelo +: ganha 1,5 V;
• vai ao + da pilha 2 e sai pelo −: perde 1,5 V;
• vai ao − da pilha 1 e sai pelo +: ganha 1,5 V, chegando ao terminal +.
As pilhas estão ligadas “de frente” duas a duas e se anulam: o aparelho recebe 0 V. Por isso não funciona.
Passo 3 — a correção. As pilhas 1 e 3 já estão no sentido certo; as pilhas 2 e 4 estão ao contrário. Invertendo apenas 2 e 4, as quatro passam a ganhar 1,5 V cada:
com o + no terminal + do aparelho.
Por que não as outras: invertendo todas (D), continua tudo se anulando (0 V). Invertendo 1 e 3 (C), as quatro somam, mas com a polaridade trocada: −6,0 V, + no terminal −. Invertendo só uma pilha (A ou E), três ficam a favor e uma contra: 1,5 + 1,5 + 1,5 − 1,5 = 3,0 V, com o sinal dependendo de qual se inverte; não chega a 6,0 V.
⚠️ A armadilha: a alternativa C. Ela também faz as pilhas se somarem, mas deixa o polo + do conjunto no terminal − do aparelho. Ligado ao contrário, o aparelho não funciona (e pode até estragar).
A ideia em uma frase: em série, + com −: siga o circuito do terminal − ao + e vire toda pilha que estiver sendo atravessada do + para o −.
Resposta: alternativa B (inverter as pilhas 2 e 4).
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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