UFRGS 2012 — questão 16 de Física

Gabarito DEletrodinâmica — resistência equivalente (associação mista) e lei de OhmConcurso Vestibular · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do UFRGS 2012

Enunciado em texto

Considere o circuito abaixo.

[Circuito: uma fonte de 20 V (polo − à esquerda e + à direita) liga-se a dois ramos em paralelo: no de cima, um resistor de 6 Ω em série com um de 4 Ω; no de baixo, o resistor RxR_x. Uma seta no fio da esquerda indica a corrente de 4 A.]

No circuito, por onde passa uma corrente elétrica de 4 A, três resistores estão conectados a uma fonte ideal de força eletromotriz de 20 V.

Os valores da resistência total deste circuito e da resistência RXR_X são, respectivamente,

(A) 0,8 Ω e 2,6 Ω.

(B) 0,8 Ω e 4,0 Ω.

(C) 5,0 Ω e 5,0 Ω.

(D) 5,0 Ω e 10,0 Ω.

(E) 10,0 Ω e 4,0 Ω.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2012, Física — UFRGS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).

Resolução comentada

O que a questão pede: a resistência equivalente do circuito e o valor de RxR_x.

Passo 1 — a resistência total pela lei de Ohm. A fonte é ideal: os 20 V ficam inteiros sobre o conjunto, que é percorrido por 4 A:

Req=εi=204=5,0 ΩR_{eq} = \frac{\varepsilon}{i} = \frac{20}{4} = 5{,}0\ \Omega

Passo 2 — o ramo de cima. O 6 Ω e o 4 Ω estão em série: 6 + 4 = 10 Ω.

Passo 3 — o paralelo com RxR_x. Esse ramo de 10 Ω está em paralelo com RxR_x, e o resultado tem de ser 5,0 Ω:

10 Rx10+Rx=5  ⇒  10Rx=50+5Rx\frac{10\,R_x}{10 + R_x} = 5 \;\Rightarrow\; 10R_x = 50 + 5R_x

Rx=10,0 ΩR_x = 10{,}0\ \Omega

Conferindo: dois resistores iguais de 10 Ω em paralelo dão metade, 5 Ω. Cada ramo leva 2 A.

⚠️ A armadilha: inverter a lei de Ohm e fazer i/ε = 4/20 = 0,8 (alternativas A e B começam assim). Ou confundir RxR_x com a resistência total e marcar 5,0 Ω e 5,0 Ω (alternativa C).

A ideia em uma frase: a resistência total sai de ε/i; depois, série soma e paralelo é produto sobre soma.

Resposta: alternativa D (5,0 Ω e 10,0 Ω).

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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