exercício física

Duas lâmpadas incandescentes são ligadas em série e, ao submeter a associação a uma tensão de 250 V durante 1000 horas, a empresa concessionária irá cobrar R$150,00 pelo uso. Associando as lâmpadas em paralelo e submetendo-as à tensão de 120 V, o custo pelas mesmas 1000 horas será de R$144,00. Sabendo que a empresa cobra R$0,60 por kW h, determine: a) O valor das resistências. b) As potências dissipadas em cada lâmpada, para cada associação Resolução: a) O custo cobrado pela empresa é o da energia consumida. Se P é a potência usada, então a energia consumida durante o tempo t∆ será: tPE∆=∆. Se o custo, para cada 1 kWh consumido, é de R$0,60, então a energia usada na ligação em série será: 3150,00250250100,60sEkWhWh∆===× Como ht310=∆, a potência dissipada da ligação em série será: WPs250=. Numa ligação em série a resistência é BAsRRR+=. Como ssssRRVP22250==, então Ω=+250BARR (1) Para a ligação em paralelo, obtemos: 3144,00240100,60pEWh∆==× Resultando WPp240= Por outro lado 22120ppppVPRR== Então Ω=60pR Na associação de 2 resistores em paralelo, a resistência equivalente será: Ω=+=60BABApRRRRR (2) Usando (1) e (2), encontramos: 2250150000AARR−+= O que nos leva a: 100e150ABRR=Ω=Ω
b) Na associação em paralelo, como cada lâmpada é submetida à mesma tensão, tem-se: WRVPApA14410012022===. De maneira análoga encontramos WPB96= Na associação em série, como a tensão sobre cada lâmpada não é a mesma, é melhor usar a expressão 2IRP= Como a corrente é a mesma em cada lâmpada e igual à corrente total que atravessa o circuito, temos que: 1sssABVVIARRR===+, então 2AAPRI= e 2BBPRI= o que nos conduz a WPA100= e WPB150= 2. Um capacitor de placas paralelas, de área A e distância d entre as placas, é preenchido até a metade por um dielétrico de constante dielétrica k e espessura d/2 (Veja figura1). Se Uo era a energia acumulada no capacitor antes da introdução do dielétrico, qual será a energia acumulada após a introdução do dielétrico? Dê sua resposta em função