UEM 2015 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 14 de Física

Enunciado em texto
Fios metálicos, apesar de serem bons condutores de corrente elétrica, possuem resistência elétrica. Portanto, quando submetidos a uma tensão elétrica, estes fios podem dissipar energia na forma de calor. Esta característica é considerada, por exemplo, na construção de chuveiros, aquecedores elétricos e lâmpadas incandescentes. Considerando a resistência elétrica dos materiais, assinale a(s) alternativas(s) correta(s).
(01) Uma lâmpada incandescente possui um fio de tungstênio de área de secção transversal quadrada de aresta 50,0 μm e 10,0 cm de comprimento. Sendo assim, como a resistividade do tungstênio é de aproximadamente .m, a resistência elétrica deste fio é de 25,0 Ω.
(02) Um fio de ferro de de área de secção transversal e 60,0 cm de comprimento, quando uma tensão de 6,00 V é aplicada nos seus terminais, dissipa uma potência de 4,00 W. Considere a resistividade do ferro como sendo .m.
(04) Um resistor ôhmico, feito com um fio metálico, tem resistência elétrica de 10,0 Ω. Quando ele é atravessado por uma corrente de 2,00 A, a potência dissipada é de 20,0 W.
(08) Um fio metálico é conectado aos terminais de um gerador de força eletromotriz 120 V e resistência elétrica interna de 2,00 Ω. Se a potência elétrica gerada pelo gerador é de 600 W, então a corrente elétrica no fio será de 5,00 A.
(16) Uma lâmpada de filamento de tungstênio é conectada aos terminais de um gerador, o qual fornece uma tensão de 100 V e gera 1,00 A de corrente elétrica no filamento da lâmpada. Se o rendimento do gerador for de 80%, então a força eletromotriz do mesmo será de 125 V.
(Enunciado: Vestibular UEM 2015 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: usar , as fórmulas de potência e as relações do gerador.
(01) Falsa. Área da seção quadrada: m².
(02) Falsa.
(04) Falsa.
(20 W seria , esquecendo o quadrado.)
(08) Falsa. Pelo gabarito oficial: a banca tomou os 600 W como a potência que o gerador fornece ao fio, , com (veja a Atenção abaixo):
Dá i ≈ 5,5 A (ou i ≈ 54,5 A), e não 5,00 A.
(16) Verdadeira. O rendimento do gerador é a razão entre a tensão nos terminais e a fem:
Atenção: na nomenclatura usual dos livros, “potência gerada” é a potência total do gerador, ; com ela, A, e a (08) seria verdadeira (soma 24). O gabarito oficial considera a (08) falsa, o que só se sustenta lendo “potência gerada” como a potência que o gerador entrega ao fio, a leitura usada acima. Publicamos o gabarito oficial, mas fique com a convenção: gerada (total) = , útil (fornecida) = , dissipada internamente = .
⚠️ A armadilha: na (01), usar 50 μm como se fosse a área; a aresta tem de ser elevada ao quadrado, e a potência de 10 cai junto ( vira ).
A ideia em uma frase: R = ρL/A com a área em m²; potência gerada é ε·i e o rendimento do gerador é U/ε.
Resposta: soma 16 (16).
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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