Santa Casa 2020 — questão 69 de Física
Enunciado em texto
Em uma sala há quatro lâmpadas idênticas, , , e , de 127 V – 20 W, que são acionadas por dois interruptores, e . As lâmpadas são separadas em dois grupos, um formado pelas lâmpadas e e outro pelas lâmpadas e . As lâmpadas de cada grupo sempre acendem simultaneamente, mas cada grupo pode acender independentemente do outro. Todas as lâmpadas sempre acendem com seu brilho normal. O esquema que representa o circuito elétrico para essas quatro lâmpadas é
(A) [Esquema: três fios horizontais (superior, do meio e inferior), com 127 V entre o superior e o do meio e 127 V entre o do meio e o inferior. No fio superior, os interruptores e estão em paralelo entre si. e estão em paralelo, ligadas entre o fio superior e o do meio; e estão em paralelo, ligadas entre o fio do meio e o inferior. Não há interruptor nos fios do meio e inferior.]
(B) [Esquema: mesma montagem de (A), mas com os interruptores e em série no fio superior; e em paralelo entre o fio superior e o do meio; e em paralelo entre o fio do meio e o inferior, sem interruptor.]
(C) [Esquema: uma única tensão de 127 V entre um fio superior, com o interruptor , e um fio inferior, com o interruptor . Entre esses dois fios há dois ramos em paralelo: um com e em série, outro com e em série.]
(D) [Esquema: três fios horizontais, com 127 V entre o superior e o do meio e 127 V entre o do meio e o inferior. O interruptor está no fio superior e o interruptor no fio inferior. e estão em paralelo, ligadas entre o fio superior e o do meio; e estão em paralelo, ligadas entre o fio do meio e o inferior.]
(E) [Esquema: uma única tensão de 127 V entre um fio superior e um fio inferior; no fio superior, e em paralelo entre si. Entre os dois fios há dois ramos em paralelo: um com e em série, outro com e em série.]
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2020, Prova de Conhecimentos Gerais — FCMSCSP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o circuito em que (1) cada lâmpada recebe 127 V, (2) e acendem juntas, (3) e acendem juntas e (4) cada grupo tem o seu interruptor.
Passo 1 — brilho normal = 127 V em cada lâmpada. As lâmpadas são de 127 V. Se duas ficarem em série numa tensão de 127 V, cada uma recebe só 63,5 V e brilha bem menos. Então cada lâmpada tem de estar ligada diretamente a 127 V, em paralelo com a outra do seu grupo. Isso elimina (C) e (E), que têm lâmpadas em série.
Passo 2 — um interruptor para cada grupo. O interruptor de um grupo tem de estar em série com aquele grupo, e só com ele:
• em (A) e (B), os dois interruptores estão no fio superior e controlam só e ; o grupo – não tem interruptor e ficaria sempre aceso;
• em (D), está no fio que alimenta só e , e no fio que alimenta só e . Abrindo , apagam e ; as outras continuam com seus 127 V. E vice-versa.
Passo 3 — conclusão: só (D) cumpre as quatro condições.
Por que não as outras: (A) e (B) não deixam desligar e . (C) e (E) põem lâmpadas em série (brilho fraco) e, além disso, todas as quatro acendem e apagam juntas, pelos mesmos interruptores.
⚠️ A armadilha: a alternativa E, que parece ter “dois interruptores” e dois grupos. Mas os interruptores em paralelo fazem a mesma coisa (qualquer um liga tudo), e as lâmpadas em série de cada ramo ficam com metade da tensão.
A ideia em uma frase: em instalação residencial, as lâmpadas ficam em paralelo para receber a tensão toda, e cada interruptor fica em série só com o grupo que comanda.
Resposta: alternativa D.
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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