PUC-Campinas 2015 — questão 50 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência dissipada só no resistor de 6,0 Ω.

Passo 1 — a resistência do paralelo:

$$R_p = \frac{6{,}0 \times 4{,}0}{6{,}0 + 4{,}0} = 2{,}4\ \Omega$$

Passo 2 — a corrente do gerador. Pela lei de Pouillet, a fem se divide entre a resistência externa e a interna:

$$i = \frac{\varepsilon}{R_p + r} = \frac{2{,}5}{2{,}4 + 0{,}10} = 1{,}0\ \text{A}$$

Passo 3 — a tensão nos resistores. É a tensão nos terminais do gerador:

$$U = R_p\,i = 2{,}4 \times 1{,}0 = 2{,}4\ \text{V}$$

Passo 4 — a potência no resistor de 6,0 Ω:

$$P = \frac{U^2}{R} = \frac{2{,}4^2}{6{,}0} = \frac{5{,}76}{6{,}0}$$

$$P = 0{,}96\ \text{W}$$

Conferindo: a corrente no resistor de 6,0 Ω é 2,4/6,0 = 0,40 A, e $6{,}0 \times 0{,}40^2 = 0{,}96$ W. No de 4,0 Ω passam 0,60 A (1,44 W); a soma, 2,4 W, é a potência total entregue aos resistores.

⚠️ A armadilha: calcular a potência no resistor errado: 1,44 W (alternativa C) é a do resistor de 4,0 Ω. Ou dar a potência total do paralelo, 2,4 W (B). E quem ignora a resistência interna usa 2,5 V nos resistores e acha $2{,}5^2/6 \approx 1{,}04$ W.

A ideia em uma frase: ache a corrente do gerador com a resistência interna, a tensão no paralelo e então $U^2/R$ no resistor pedido.

Resposta: alternativa E (0,96 W).