Livro Teórico Vol 1 - Física-151-153

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VOLUME 1 | Ciências da natureza e suas tecnologias
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Aplicações Práticas
(Enem digital 2020) Diversos brinquedos são constituídos de pilhas ligadas a um motor elétrico. A figura mostra 
uma pilha e um motor acoplados, em que ε’ representa a força eletromotriz (F.E.M.) da pilha, ε’ representa a força con-
traeletromotriz (F.c.em) do motor e r e r’ são resistências internas. Um problema comum que danifica esses brinquedos é o 
travamento do eixo do motor.
Gerador (pilha) Chave
Motor
Eixo
Chave
Motor
Gerador
(pilha) +
-
r r´
+
-
ε
ε´
O que ocorre com a F.c.em e com a energia fornecida pelas pilhas, que ocasiona danos ao motor, quando seu eixo de 
rotação é travado? 
a) A F.c.em iguala-se com a F.E.M. e toda a energia fornecida pela pilha fica armazenada no circuito. 
b) A F.c.em sofre grande aumento e toda a energia fornecida pela pilha passa a ser dissipada na forma de calor. 
c) A F.c.em inverte a polaridade e toda a energia fornecida pela pilha é devolvida para ela na forma de energia potencial. 
d) A F.c.em reduz-se a zero e toda a energia fornecida pela pilha passa a ser dissipada na resistência interna do motor. 
e) A F.c.em mantém-se constante e toda a energia fornecida pela pilha continua sendo transformada em energia me-
cânica. 
Resposta:
[D]
Com o travamento do motor, a F.c.em é reduzida a zero, o que faz com que a corrente elétrica aumente. E a ener-
gia fornecida pela pilha passa a ser dissipada na resistência interna do motor (que passa a atuar como um resistor de 
resistência r’).
(Upe) No circuito elétrico a seguir, estão representados dois geradores idênticos, com ε = 12 V e r = 1Ω. O amperí-
metro e o voltímetro são ideais.
12V 1Ω
10Ω
BC
A
V
12V
1Ω
Analise as proposições a seguir e conclua. 
( ) A leitura do amperímetro é de 2A. 
( ) A leitura do voltímetro é de 10 V. 
( ) A resistência equivalente do circuito é de 12Ω. 
( ) A potência dissipada no resistor de 10Ω é de 40 W. 
( ) O rendimento do gerador entre os pontos C e B é de aproximadamente 83,33%. 
Resposta:
VFVVV
Física
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Como o voltímetro e o amperímetro são ideais eles podem ser retirados do circuito. Temos, então, um circuito simples 
de uma malha. 
12V 1Ω
10Ω
BC
1Ω
12V
I
(V) I R 12
24 2,0Af= = =/
/
(F) V = R.I = 10 x 2 = 20V
(V) Req = R/ = 12Ω
(V) P = R.I2 = 10.(2)2 = 40W
(V) Potência fornecida
PD = r.I
2 = 1 x (2)2 = 4W
Potência dissipada na resistência interna
PD = r.I
2 = 1 x (2)2 = 4W
Potência útil
PU = PF - PD = 24 - 4 = 20W
Rendimento
%P
P
24
20 0,83 83
F
U ,h = = =
(Uepg 2022) As afirmativas a seguir referem-se ao circuito esquematizado abaixo, após o capacitor estar completamente 
carregado. Nesse circuito, os fios têm resistência desprezível. Considerando o exposto, assinale o que for correto.
R1 = 5Ω
(20 V, 2 Ω)
R2 = 4Ω
(6
0
 V
, 
1
 Ω
)
C = 2μF
01) A intensidade de corrente elétrica que atravessa o resistor R1 vale 5 A.
02) A carga armazenada no capacitor é igual a 50 μC.
04) A d.d.p. no gerador vale 55 V.
08) O rendimento do receptor é menor que 70%.
16) A intensidade de corrente elétrica no resistor R2 é nula.
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Resposta:
01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31.
[01] Verdadeira. Com o capacitor carregado, podemos utilizar apenas a malha esquerda para os cálculos:
60 V - 20 V = (1 + 2 + 5) Ω
40 V = 8 Ω · i
∴ i = 5 A
[02] Verdadeira. Tensão no ramo de R1:
U1 = R1 · 1 = 5 · & U1 = 25 V
Como o capacitor se encontra em paralelo com R1 e não há passagem de corrente por R2, a d.d.p. sobre ele é a mesma 
de R1. Logo:
Q = CU1 = 2 μF · 25 V
∴ Q = 50 μC
[04] Verdadeira. Utilizando a equação do gerador:
U = E - ri = 60 - 1 · 5
∴ U = 55 V
[08] Verdadeira. Utilizando a equação do receptor:
U' = E' + ri
U' = 20 + 2 · 5
U' = 30 V
Rendimento de receptor:
'
'
U
E
30
20 66,67,h = =
[16] Verdadeira. Como o capacitor está totalmente carregado, não há passagem de corrente por R2.