UNICAMP 2016 — questão 58 de Física
Enunciado em texto
Um osciloscópio é um instrumento muito útil no estudo da variação temporal dos sinais elétricos em circuitos. No caso de um circuito de corrente alternada, a diferença de potencial (U) e a corrente do circuito (i) variam em função do tempo.
Considere um circuito com dois resistores e em série, alimentados por uma fonte de tensão alternada.
A diferença de potencial nos terminais de cada resistor observada na tela do osciloscópio é representada pelo gráfico abaixo. Analisando o gráfico, pode-se afirmar que a amplitude e a frequência da onda que representa a diferença de potencial nos terminais do resistor de maior resistência são, respectivamente, iguais a
[Gráfico: U (V) no eixo vertical, com marcas em −8, −4, 0, 4 e 8; t (ms) no eixo horizontal, de 0 a 4, com marcas em 0, 1, 2, 3 e 4 e linhas de grade a cada 0,5 ms. Duas senoides em fase, ambas começando em U = 0 em t = 0 e subindo. A curva tracejada, , oscila entre +8 V e −8 V; a curva cheia, , oscila entre +4 V e −4 V. As duas têm máximo perto de t = 0,6 ms, cruzam o zero descendo em 1,25 ms, têm mínimo perto de 1,9 ms, voltam a cruzar o zero subindo em 2,5 ms e têm novo máximo perto de 3,1 ms.]
a) 4 V e 2,5 Hz.
b) 8 V e 2,5 Hz.
c) 4 V e 400 Hz.
d) 8 V e 400 Hz.
(Enunciado e figura: Vestibular Unicamp 2016, 1ª fase — Comvest/Unicamp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual curva é a do resistor maior e, nela, a amplitude e a frequência.
Passo 1 — qual é o resistor maior. Em série, os dois resistores são percorridos pela mesma corrente i, a cada instante. Pela lei de Ohm, : com a mesma corrente, a tensão maior está no resistor maior.
A curva de chega a 8 V e a de só a 4 V. Então é o maior (o dobro de ), e a amplitude pedida é 8 V.
Passo 2 — o período. A curva sai de zero subindo em t = 0 e só volta a passar por zero subindo em t = 2,5 ms (também dá para medir de máximo a máximo: de 0,6 ms a 3,1 ms). Um ciclo completo leva:
Passo 3 — a frequência é o inverso do período:
As duas curvas têm a mesma frequência, a da fonte; só a amplitude muda.
⚠️ As armadilhas, uma em cada alternativa errada:
• achar que o resistor maior “segura” mais e fica com menos tensão: dá 4 V (A ou C);
• confundir o período com a frequência e escrever 2,5 Hz, esquecendo que o eixo está em milissegundos e que f = 1/T (A ou B).
A ideia em uma frase: em série a corrente é a mesma, então a maior tensão fica no maior resistor; e frequência é 1/T, com T em segundos.
Resposta: alternativa D (8 V e 400 Hz).
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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