FMJ 2021 — questão 59 de Física

Gabarito AEletrodinâmica — potência elétrica e energia (P = U·i) no LED do otoscópioMedicina · Prova II · Versão 3
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 59 de Física do FMJ 2021

Enunciado em texto

Leia o texto para responder às questões 58 e 59.

O otoscópio é um instrumento médico utilizado para visualizar e examinar o canal auditivo externo e a membrana timpânica. Nele há uma fonte de luz para iluminar a região a ser visualizada e uma lente que produz uma imagem aumentada. A propaganda de certo otoscópio informa que ele possui uma lâmpada LED de 2,5 V, que fornece luz branca, e uma lente que permite obter um aumento de três vezes.

A lâmpada do otoscópio, quando acesa, é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade 20 mA. Nessa situação, a energia consumida por ela durante 40 segundos é

(A) 2,0 J.

(B) 0,80 J.

(C) 1,0 J.

(D) 1,2 J.

(E) 1,6 J.

(Enunciado: Vestibular FMJ 2021, 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: a energia gasta pela lâmpada LED (2,5 V, do texto) em 40 s, com corrente de 20 mA.

Passo 1 — a potência. A tensão vem do texto de apoio: a lâmpada é de 2,5 V. Com a corrente em ampères (20 mA = 0,020 A):

P=U i=2,5×0,020P = U\,i = 2{,}5 \times 0{,}020

P=0,050 WP = 0{,}050\ \text{W}

Passo 2 — a energia:

E=P Δt=0,050×40E = P\,\Delta t = 0{,}050 \times 40

E=2,0 JE = 2{,}0\ \text{J}

Conferindo por carga: em 40 s passa a carga q=i Δt=0,020×40=0,80q = i\,\Delta t = 0{,}020 \times 40 = 0{,}80 C. Cada coulomb recebe 2,5 J ao atravessar a tensão de 2,5 V: 0,80×2,5=2,00{,}80 \times 2{,}5 = 2{,}0 J.

⚠️ A armadilha: parar no i×Δt=0,80i \times \Delta t = 0{,}80 e marcar a alternativa B. Esse 0,80 é a carga que passou (em coulombs), não a energia; falta multiplicar pela tensão. A tensão está no texto comum às questões 58 e 59, e não no enunciado desta: é fácil esquecê-la.

A ideia em uma frase: energia elétrica é U·i·Δt: 2,5 V × 0,020 A × 40 s = 2,0 J.

Resposta: alternativa A (2,0 J).

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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