Questões de Vestibular de Física - Resistores e Potência Elétrica

Um grupo de estudantes, em aula de laboratório de Física, mergulhou o resistor de um aquecedor elétrico, ligado a uma fonte de tensão de 120 V, em um recipiente, termicamente isolado, contendo água. Mediram a temperatura da água em função do tempo e verificaram que, em 2 minutos, a temperatura variou de 20°C a 80°C. A partir dos resultados obtidos, construíram o gráfico apresentado na figura abaixo, da quantidade de calor Q, em calorias, fornecida à água em função do instante t, a partir do mergulho do resistor na água, em minutos.

Os valores da resistência elétrica do aquecedor e da massa de água aquecida são, respectivamente, iguais a:

Dados

• 1 cal = 4 J

• calor específico da água = 1 cal/g °C

Tendo em vista a Lei Federal 13290/2016, que "Torna obrigatório o uso, nas rodovias, de farol baixo aceso durante o dia e dá outras providências...", um estudante de ensino médio está propondo um circuito para um carro elétrico. Nesse veículo, o motorista liga lâmpadas resistivas e motor simultaneamente, evitando, assim, uma infração de trânsito de gravidade média na qual ele estaria sujeito, ainda, ao pagamento de multa no valor de R$ 85,13. Das seguintes alternativas, qual permite ligar simultaneamente o motor e as lâmpadas na condição de máxima potência de funcionamento do sistema? 

Um circuito é formado por quatro resistores de resistência R = 1,0 Ω conectados a uma bateria de voltagem ΔV= 1,0 V, como mostrado na Figura.

Calcule, em watts, a potência dissipada na forma de calor por este circuito.

Sejam os cinco resistores mostrados na figura. Suas resistências são respectivamente R₁ = 1,0 Ω, R₂ = 1,0 Ω, R₃ = 1,0 Ω, R₄ = 3,0 Ω e R₅ = 4,0 Ω. Para fazer a corrente do circuito atingir o menor valor possível, corta-se o fio imediatamente à esquerda de um dos resistores. Qual deve ser esse resistor?

Observe o esquema de associação de resistores da figura a seguir. Todos os resistores são alimentados pela mesma fonte de tensão V. Em relação a esses resistores, pode-se afirmar que

Na figura abaixo, estão dispostas, no vácuo, três cargas elétricas de intensidade, q_A = − 2µC, q_B = 4µC e q_C = −1µC, qual das alternativas representa o potencial elétrico resultante no ponto P? Dado: k_o = 9,0 ⋅10⁹ N ⋅ m² /C²

Determine o valor da intensidade da corrente elétrica solicitada à fonte de alimentação de 36 V, conectada entre os pontos A e B. Todos os resistores são de 10 Ω.

No circuito mostrado abaixo, todos os resistores têm a mesma resistência elétrica. Sabe-se que uma corrente elétrica com intensidade de 1,5 ampère (1,5 A) flui através do resistor A. Qual a intensidade da corrente elétrica que flui através do resistor F?

Um estudante de eletrônica, desejando medir valores de resistências elétricas, montou uma associação de resistores sem realizar soldagens. Para tanto, prendeu cinco resistores de 1000 Ω com fita adesiva e isolante, conectando as extremidades desses resistores a dois clipes de papel, idênticos e de resistências elétricas desprezíveis. Para finalizar, conectou um resistor de 200 Ω a cada clipe, obtendo o arranjo ilustrado.

 

O valor do resistor equivalente, medido entre os pontos A e B, será

O gráfico mostra a intensidade da corrente elétrica que percorre o filamento de uma pequena lâmpada incandescente em função da diferença de potencial aplicada entre seus terminais.


A potência elétrica dissipada pelo filamento dessa lâmpada, quando ele é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 0,4 A, é

No circuito da figura, todos os resistores são ôhmicos, o gerador, o amperímetro e os fios de ligação são ideais.

A intensidade da corrente elétrica medida pelo amperímetro é

O axônio é a parte da célula nervosa responsável pela condução do impulso nervoso, que transmite informações para outras células.

 

Várias propriedades elétricas dos axônios são regidas por canais iônicos, que são moléculas de proteínas que se estendem ao longo de sua membrana celular. Quando aberto, um canal iônico possui um poro preenchido por um fluido de baixa resistividade. Pode-se modelar cada canal iônico como um cilindro de comprimento L = 12 nm com raio da base medindo r = 0,3 nm.

Adotando π = 3, sabendo que 1 nm = 10^–9 m e que a resistência elétrica de um canal iônico típico é 10¹¹ Ω, a resistividade do fluido que o preenche é

Em um hospital, existem três salas cirúrgicas onde são utilizadas lâmpadas halógenas para a iluminação do ambiente durante os procedimentos operatórios. A tabela informa quantas lâmpadas há em cada sala, a potência elétrica de cada uma e o tempo de utilização diário dessas lâmpadas.

A energia elétrica consumida pelas lâmpadas que iluminam essas três salas em um dia, devido às cirurgias realizadas nesse hospital, é

José Mário é um homem que mantém sua condição física fazendo caminhadas em torno do condomínio em que reside. Em dias de chuva, ele compensa subindo a escadaria do prédio, a partir do térreo até o seu apartamento, no 10º andar. O desnível entre 2 andares consecutivos é de 3,0 m. José Mário pesa 800 N. Se fosse possível converter toda a energia potencial acumulada nessa subida em energia elétrica para acender um circuito de 10 lâmpadas de LED, de 5 W cada, o circuito permaneceria aceso, ininterruptamente, por

No circuito ideal esquematizado na figura, o gerador fornece uma tensão contínua de 200 V. As resistências dos resistores ôhmicos são R₁ = R₃ = 20 Ω, R₂ = 60 Ω e a capacitância do capacitor é C = 2,0.10^–6 F.

Nessas condições, a quantidade de carga acumulada no capacitor será, em C, igual a

A fotografia mostra um lustre que funciona com 21 lâmpadas idênticas, de valores nominais 40 W – 120 V, associadas em paralelo.

(www.mundodasluminarias.com.br)
Ao ser ligado a uma diferença de potencial de 120 V e com suas 21 lâmpadas acesas, esse lustre é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade

A hidroelétrica de Itaipu produz energia elétrica desde 1984, abastecendo o Brasil e o Paraguai. No gráfico a seguir podem-se ler os valores de energia produzidos nos últimos anos.


Considerando-se a energia produzida de 2010 a 2017, qual seria aproximadamente, em kg, a massa de urânio necessária para produzir a mesma quantidade de energia, em uma usina nuclear? Considere o prefixo 1G = 10⁹

Um circuito, utilizando um conjunto gerador de células fotovoltaicas e um resistor, é montado conforme mostra a Figura A. O gráfico da Figura B indica as curvas de Diferença De Potencial (DDP) em função da corrente elétrica do conjunto gerador de células fotovoltaicas e do resistor indicados na Figura A.

Qual a potência que o conjunto gerador de células fotovoltaicas fornece ao resistor nas condições do circuito da Figura A?

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água ( T ) em função da profundidade ( d ). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2 m² , a face superior está na superfície a uma temperatura constante T_A e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante T_B , como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d , de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo ( ), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por em que é a condutividade térmica da água. Assim, a razão é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado.

Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d , é igual a