UNITAU 2022 (verão) — questão 64 de Física
Gabarito oficial contestado. A UNITAU divulgou D no gabarito retificado (corrente de 2 A no amperímetro). Mas o amperímetro ideal está ligado direto entre A e C: ele põe o resistor de 3 Ω em curto, e a corrente é 16/5 = 3,2 A, não 16/(3 + 5) = 2 A. A potência dissipada é 16 × 3,2 = 51,2 W, que é a alternativa A.
Enunciado em texto
No circuito didático de uma aula de física experimental, os fios, os aparelhos de medidas e os resistores são todos ideais. A fonte ideal de 16V polariza o circuito, conforme o esquema elétrico. O fio que liga os pontos A e C do circuito foi aberto para possibilitar a leitura com o amperímetro.
[Circuito: um retângulo com os vértices A (em cima, à esquerda), B (em cima, à direita), C (embaixo, à direita) e D (no lado esquerdo). No lado esquerdo, entre A e D, está a fonte de 16V, com o polo + voltado para A e o – para D; de D o fio desce e segue pela base, onde está o resistor de 5 ohms, até C. No lado de cima, entre A e B, está o resistor de 3 ohms; um fio liga B a C pelo lado direito. Uma diagonal liga A a C passando pelo amperímetro (A). Um arco por cima do retângulo liga A a C passando pelo voltímetro (V).]
É CORRETO afirmar que
a) a potência dissipada P no circuito, por Efeito Joule, é 51,2 W.
b) o resistor equivalente do circuito pode ser calculado segundo a equação:
c) a tensão entre os pontos AC é de 10V.
d) a corrente entre os pontos AC, medido pelo amperímetro, é de 2A.
e) o circuito é impossível de ser construído, pois a fonte foi ligada em curto.
(Enunciado e figura: Vestibular de Verão UNITAU 2022, Medicina — Universidade de Taubaté.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Taubaté (UNITAU).
Resolução comentada
O que a questão pede: analisar o circuito sabendo que o amperímetro e o voltímetro são ideais.
Passo 1 — o que os medidores fazem. O voltímetro ideal tem resistência infinita: não passa corrente por ele, e ele não altera nada. O amperímetro ideal tem resistência zero: é como um fio ligando A a C.
Passo 2 — o resistor de 3 Ω fica em curto. Entre A e C há dois caminhos: o de cima (3 Ω, de A a B, e o fio de B a C) e a diagonal com o amperímetro, de resistência zero. Como A e C ficam no mesmo potencial, não há tensão no resistor de 3 Ω, e não passa corrente por ele. Toda a corrente vai pelo amperímetro.
Passo 3 — o circuito que sobra: a fonte de 16 V em série só com o resistor de 5 Ω:
(Ou W.) Toda essa potência é dissipada no resistor de 5 Ω.
Por que não as outras:
• (B): os resistores de 3 Ω e 5 Ω não estão em paralelo; o de 3 Ω está em curto, e Ω.
• (C): a tensão entre A e C é zero (é o que o voltímetro ideal lê), pois um amperímetro ideal os liga.
• (D): a corrente no amperímetro é 3,2 A. Os 2 A sairiam de 16/(3 + 5), ignorando o curto.
• (E): a fonte não está em curto: o resistor de 5 Ω continua em série com ela, limitando a corrente.
⚠️ A armadilha: tratar o amperímetro como se não estivesse lá e somar 3 + 5 = 8 Ω: dá 2 A (alternativa D) e 32 W. Um amperímetro ideal ligado em paralelo com um resistor o põe em curto.
A ideia em uma frase: amperímetro ideal é um fio: o que estiver em paralelo com ele fica sem tensão e sem corrente.
Resposta: alternativa A (51,2 W).
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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