PUC-PR 2016 (inverno) — questão 34 de Física
Enunciado em texto
O circuito mostrado no diagrama da figura a seguir é composto por uma bateria ideal (V), cinco lâmpadas idênticas e uma chave (S). Inicialmente, a chave está aberta e as lâmpadas A, B, C e D emitem luz com mesma intensidade.
[Figura: a bateria V, embaixo, liga-se pela esquerda a um nó P e pela direita a um nó Q. De P a Q há dois ramos: o de cima, com a lâmpada A, um nó M e a lâmpada D, em sequência; e o de baixo, com a lâmpada B, um nó N e a lâmpada C, em sequência. Entre o nó M (entre A e D) e o nó N (entre B e C) há uma ligação com a chave S, aberta, em série com a lâmpada E.]
Se a chave for fechada, o que acontecerá com o brilho das lâmpadas? Assinale a alternativa CORRETA.
(A) A lâmpada E acenderá com intensidade de brilho maior que e as lâmpadas A, B, C e D.
(B) A lâmpada E acenderá com intensidade de brilho menor que e as lâmpadas A, B, C e D.
(C) A lâmpada E não acenderá e as lâmpadas A, B, C e D diminuirão o brilho.
(D) Todas as lâmpadas brilharão com mesma intensidade.
(E) A lâmpada E não acenderá e as lâmpadas A, B, C e D manterão o brilho inicial.
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2016 (Inverno) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com o brilho das lâmpadas quando a chave liga a lâmpada E entre os pontos M e N.
Passo 1 — o circuito com a chave aberta. São dois ramos em paralelo ligados à bateria: A e D em série em cima, B e C em série embaixo. Com lâmpadas idênticas (resistência R), cada ramo tem 2R e corrente V/(2R); todas brilham igual.
Passo 2 — os potenciais de M e N. Em cada ramo, a tensão V se divide igualmente entre as duas lâmpadas iguais. Então o ponto M (entre A e D) e o ponto N (entre B e C) ficam ambos na metade da tensão da bateria:
Passo 3 — fechando a chave. A lâmpada E fica ligada entre dois pontos de mesmo potencial: a ddp nela é zero, e não passa corrente por ela. É uma ponte de Wheatstone equilibrada (A/D = B/C). Como nenhuma corrente desvia por E, as correntes em A, B, C e D não mudam: elas mantêm o brilho, e E fica apagada.
⚠️ A armadilha: achar que, ao fechar a chave, “mais um caminho” sempre muda as correntes. Um caminho novo entre dois pontos de mesmo potencial não conduz nada: a ponte está equilibrada.
A ideia em uma frase: numa ponte de resistores equilibrada, o elemento do meio fica sem corrente, e ligá-lo ou não muda nada.
Resposta: alternativa E (E não acende; as outras mantêm o brilho).
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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