PUC-SP 2023 (Parte B) — questão 11 de Física

DiscursivaEletrodinâmica — resistor equivalente e leitura do amperímetroVestibular de Verão · Parte B (resposta aberta)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 11 de Física do PUC-SP 2023 (Parte B)

Enunciado em texto

Um circuito elétrico foi projetado com alguns resistores e um amperímetro associado em certo trecho, com uma fonte de tensão de 24 V constante, como mostra a imagem a seguir.

(Figura: fonte de 24 V (polo + em cima) ligada, pelo fio de cima, a um resistor de 8 Ω. Depois do 8 Ω há um nó de onde saem dois resistores de 5 Ω em paralelo, que se juntam num segundo nó. Desse nó, o fio passa por um amperímetro A e volta ao polo − da fonte.)

Analisando o circuito apresentado, o amperímetro medirá aproximadamente

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2023 — PUC-SP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).

Resolução comentada

O que a questão pede: a corrente que o amperímetro indica.

Passo 1 — o amperímetro está bem ligado? Ele está em série com o resto do circuito, no fio que volta à fonte: toda a corrente do circuito passa por ele. É assim que um amperímetro deve ser ligado (idealmente, com resistência desprezível). Então ele mede a corrente total.

Passo 2 — o paralelo. Dois resistores iguais em paralelo valem a metade de um deles:

Rp=52=2,5 ΩR_p = \frac{5}{2} = 2{,}5\ \Omega

Passo 3 — a resistência equivalente. O paralelo está em série com o 8 Ω:

Req=8+2,5=10,5 ΩR_{eq} = 8 + 2{,}5 = 10{,}5\ \Omega

Passo 4 — a corrente (lei de Ohm).

i=UReq=2410,5i = \frac{U}{R_{eq}} = \frac{24}{10{,}5}

i≈2,29 Ai \approx 2{,}29\ \text{A}

A banca escreve 2,28 A (o valor 2,2857…2{,}2857\ldots truncado na segunda casa).

⚠️ A armadilha: achar que o amperímetro mede só a corrente de um dos ramos de 5 Ω (que é a metade, ≈ 1,14 A). Ele está depois do nó em que os dois ramos se juntam, então mede a soma deles.

A ideia em uma frase: amperímetro em série mede a corrente total: i=24/(8+2,5)i = 24/(8 + 2{,}5).

Resposta: cerca de 2,28 A (24/10,5 ≈ 2,29 A); o amperímetro está associado corretamente, em série, e mede a corrente total do circuito.

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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