UEM 2024 (PAS, etapa 3) — questão 15 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar a equação dada com a equação do receptor.

Passo 1 — a equação do receptor:

$$U = \varepsilon' + r'\,i$$

Comparando com $U = 10 + 20i$: força contraeletromotriz $\varepsilon' = 10$ V e resistência interna $r' = 20\ \Omega$.

(01) Falsa. A resistência interna é o coeficiente de $i$: $r' = 20\ \Omega$. O 10 é a f.c.e.m., em volts.

(02) Verdadeira. No modelo do receptor, $\varepsilon' = 10$ V é constante; o que varia com a corrente é a queda $r'\,i$.

(04) Verdadeira. Com $i = 0$, a equação dá $U = \varepsilon' = 10$ V, que é justamente a parcela da tensão que o receptor converte em energia não térmica (útil): $P_{\text{útil}} = \varepsilon'\,i$. A outra parcela, $r'\,i$, vira calor.

(08) Falsa. No receptor, $U = 10 + 20i$ cresce com a corrente. (Quem tem tensão diminuindo com a corrente é o gerador, $U = \varepsilon - r\,i$.)

(16) Verdadeira.

$$220 = 10 + 20\,i \Rightarrow i = \frac{210}{20} = 10{,}5\ \text{A}$$

⚠️ A armadilha: confundir receptor com gerador e esperar o sinal de menos. No receptor, a tensão aplicada tem de vencer a f.c.e.m. e a queda na resistência interna: as duas se somam.

A ideia em uma frase: no receptor, U = ε' + r'i: o termo constante é a f.c.e.m. e o coeficiente de i é a resistência interna.

Resposta: soma 22 (02 + 04 + 16).