USCS 2025 — questão 40 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: qual lâmpada brilha mais (a que dissipa mais potência) e quanto ela dissipa.

Passo 1 — a resistência equivalente. $L_2$ e $L_3$, iguais e em paralelo, equivalem à metade de uma: 10 Ω. Em série com $L_1$:

$$R_{eq} = 20 + \frac{20}{2} = 30\ \Omega$$

Passo 2 — a corrente total, que passa inteira por $L_1$:

$$i = \frac{U}{R_{eq}} = \frac{60}{30} = 2\ \text{A}$$

Essa corrente se divide igualmente entre $L_2$ e $L_3$: 1 A em cada.

Passo 3 — as potências ($P = R\,i^2$, todas com R = 20 Ω):

$$P_1 = 20 \times 2^2 = 80\ \text{W}$$

$$P_2 = P_3 = 20 \times 1^2 = 20\ \text{W}$$

$L_1$ brilha mais forte, com 80 W.

Conferindo: a fonte entrega $60 \times 2 = 120$ W, e 80 + 20 + 20 = 120 W.

⚠️ A armadilha: dividir a tensão por igual, 20 V para cada lâmpada, como se as três estivessem em série. Aí cada uma dissiparia $20^2/20 = 20$ W e todas brilhariam igual. Na verdade, $L_1$ fica com 40 V e o paralelo com 20 V. Outra: confundir esses 40 V sobre $L_1$ com a potência, o que leva à alternativa A; a potência é $U^2/R = 40^2/20 = 80$ W.

A ideia em uma frase: a lâmpada em série com o paralelo leva a corrente inteira; com resistências iguais, quem leva mais corrente brilha mais (P = R·i²).

Resposta: alternativa C ($L_1$ brilha mais forte, dissipando 80 W).