PUC-Campinas 2016 — questão 24 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência total dissipada depois que um segundo resistor de 10 Ω é posto em série com o primeiro.

Passo 1 — a fem da fonte. Como a fonte é ideal, a tensão nos terminais é a própria fem, e ela não muda quando o circuito muda. Pela lei de Ohm, com o circuito original:

$$\varepsilon = R\,i = 10 \times 0{,}40 = 4{,}0\ \text{V}$$

Passo 2 — a nova corrente. Em série, as resistências se somam: 10 + 10 = 20 Ω.

$$i^{\prime} = \frac{4{,}0}{20} = 0{,}20\ \text{A}$$

Passo 3 — a nova potência total:

$$P = \varepsilon\, i^{\prime} = 4{,}0 \times 0{,}20 = 0{,}80\ \text{W}$$

Conferindo: $P = \varepsilon^2/R_{eq} = 16/20 = 0{,}80$ W. Repare que a potência caiu à metade da original (antes era $4{,}0 \times 0{,}40 = 1{,}6$ W): com a mesma tensão, dobrar a resistência reduz a potência à metade.

⚠️ A armadilha: calcular a potência só num dos resistores, $R\,i^2 = 10 \times 0{,}20^2 = 0{,}40$ W, e depois se perder; ou usar a corrente antiga com a resistência nova, $20 \times 0{,}40^2 = 3{,}2$ W. O que se mantém é a fem, não a corrente.

A ideia em uma frase: com fonte ideal a tensão fica fixa; em série a resistência dobra, a corrente cai à metade e a potência também.

Resposta: alternativa E (0,80 W).