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EPCAR — Escola Preparatória de Cadetes do Ar · Comando da Aeronáutica — Academia da Força Aérea (CFOAV, CFOINT e CFOINF)

Questão 63 — Física: Eletrodinâmica — Geradores e Circuitos

Física Eletrodinâmica — Geradores e Circuitos

EPCAR — Escola Preparatória de Cadetes do Ar

Comando da Aeronáutica — Academia da Força Aérea (CFOAV, CFOINT e CFOINF) · Exame de Admissão aos Cursos de Formação de Oficiais Aviadores, Intendentes e de Infantaria (CFOAV, CFOINT e CFOINF) 2018 · Caderno Versão A

Gabarito disponível

Nas questões de Física, quando necessário, use:
• Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²;
• sen 19° = cos 71° = 0,3;
• sen 71°= cos 19° = 0,9;
• Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 · 10⁸ m/s ;
• Constante de Planck: h = 6,6 · 10⁻³⁴ J.s;
• 1eV = 1,6 · 10⁻¹⁹ J;
• Potencial elétrico no infinito: zero.

SECA VIRA TEMA DE EXCURSÃO E AULA DE CIÊNCIA EM ESCOLAS

Thais Bilenky de São Paulo 26/10/2014 02h00

(...) Como no Vera Cruz, a crise da água tem motivado atividades em diversos colégios da cidade. Na rede municipal, 34 escolas ficaram sem água na semana passada.
A Secretaria de Educação diz que incentiva debates sobre o tema e sua inclusão em projetos interdisciplinares.
Nas escolas particulares, problemas de abastecimento não são comuns. A falta de água é abordada para efeito pedagógico - como no colégio Rio Branco, que tem promovido bate-papos e estudos. (...)
(Disponível em: www1.folha.uol.com.br/cotidiano. Acesso em: 14 fev. 2017)

Motivado pelo trecho do artigo acima exposto, um professor de física lançou um desafio para os alunos do 3° ano em uma escola onde, frequentemente, falta água. Tal desafio consistia em determinar o volume d’água em um reservatório de difícil acesso.
Para a determinação deste volume d’água os alunos deveriam utilizar somente um circuito elétrico constituído de um voltímetro ideal V, uma bateria de fem igual a 12 V e resistência interna igual a 1 Ω, além de um resistor ôhmico R igual a 2 Ω e um reostato AB, feito de material de resistividade elétrica constante, cuja resistência elétrica pode variar de 0 a 4 Ω, de acordo com a posição da bóia que é ajustada pela altura do nível d’água do reservatório.
Depois de algum tempo, os alunos apresentaram o projeto ao professor, conforme esquematizado na figura a seguir.

Esquema: bateria ligada por fios ao resistor R e ao reostato AB, vertical no interior de um reservatório cilíndrico de altura H = 4 m; uma boia presa ao reostato acompanha o nível da água; um voltímetro V está ligado entre os terminais da bateria; indicação do nível máximo da água no topo, junto à extremidade A.

De acordo com o projeto, o volume d’água no reservatório pode ser calculado por meio da ddp nos terminais da bateria, registrada pelo voltímetro. Sendo a capacidade máxima deste reservatório igual a 20 m³, desconsiderando as resistências elétricas dos fios de ligação que estão isolados e o atrito do suporte da boia com o reostato, quando o voltímetro indicar 9,0 V, o volume d’água neste reservatório será, em m³, igual a
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Gabarito: D

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito oficial — Versão A