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Para iluminar o interior de um armário, liga-se uma pilha seca de 1,5 V a uma lâmpada de 3,0 W e 1,0 V. A pilha ficará a uma distância de 2,0 m da lâmpada e será ligada a um fio de 1,5 mm de diâmetro e resistividade de 1,7 x 10-8 Ω.m. A corrente medida produzida pela pilha em curto circuito foi de 20 A.
Assinale a potência real dissipada pela lâmpada, nessa montagem.
a) 3,7 W.
b) 4,0 W.
c) 5,4 W.
d) 6,7 W.
e) 7,2 W.
f) não sei.
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Para calcular a potência real dissipada pela lâmpada, precisamos considerar a resistência do fio e a tensão aplicada. 1. Dados fornecidos: - Tensão da pilha (V) = 1,5 V - Tensão da lâmpada (V_lâmpada) = 1,0 V - Potência da lâmpada (P_lâmpada) = 3,0 W - Corrente em curto-circuito (I_c) = 20 A - Resistividade do fio (ρ) = 1,7 x 10^-8 Ω.m - Comprimento do fio (L) = 2,0 m - Diâmetro do fio = 1,5 mm (0,0015 m) 2. Cálculo da resistência do fio (R_fio): A resistência do fio pode ser calculada pela fórmula: \[ R_fio = \frac{\rho \cdot L}{A} \] onde \( A \) é a área da seção transversal do fio. A área \( A \) é dada por: \[ A = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{0,0015}{2}\right)^2 \approx 1,767 \times 10^{-6} \, m^2 \] Agora, substituindo os valores: \[ R_fio = \frac{1,7 \times 10^{-8} \cdot 2}{1,767 \times 10^{-6}} \approx 0,0096 \, \Omega \] 3. Cálculo da corrente (I) na lâmpada: A tensão total da pilha é 1,5 V, e a lâmpada tem uma tensão de 1,0 V. A tensão que cai no fio é: \[ V_fio = V - V_lâmpada = 1,5 V - 1,0 V = 0,5 V \] A corrente na lâmpada pode ser calculada usando a Lei de Ohm: \[ I = \frac{V_fio}{R_fio} = \frac{0,5}{0,0096} \approx 52,08 \, A \] No entanto, essa corrente não pode ser maior que a corrente em curto-circuito, que é 20 A. Portanto, a corrente na lâmpada será 20 A. 4. Cálculo da potência real dissipada pela lâmpada: A potência dissipada pela lâmpada é dada por: \[ P = V_lâmpada \cdot I = 1,0 V \cdot 20 A = 20 W \] No entanto, a lâmpada só dissipa 3 W quando está em funcionamento normal. Portanto, a potência real dissipada pela lâmpada é a potência nominal, que é 3 W. 5. Analisando as alternativas: Nenhuma das alternativas corresponde a 3 W, que é a potência nominal da lâmpada. Portanto, a resposta correta é que a potência real dissipada pela lâmpada não está entre as opções apresentadas. Assim, a resposta correta é: f) não sei.

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