5a Questão ( 1,5 pontos). Considere um circuito elétrico constituído de uma bateria ideal e um resistor de resistência R, transportando uma corrente i.
b) Explique por que a força eletromotriz não é na verdade uma força.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente explicar por que a força eletromotriz (ou EMF) na verdade não é uma força. O conteúdo aqui envolve conceitos básicos de circuitos elétricos, especificamente sobre o que é EMF e como ela funciona em um circuito com bateria e resistor. Para resolver isso, vamos precisar entender a diferença entre força e EMF, e como a bateria atua no circuito.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é força eletromotriz (EMF). Apesar do nome, EMF não é uma força física como empurrar ou puxar. Em vez disso, ela representa o potencial elétrico fornecido pela bateria para mover os elétrons através do circuito. É como a pressão que empurra os elétrons, mas não é uma força no sentido clássico.

Passo 3

Agora, para esclarecer melhor, vamos lembrar que em eletricidade, a “força” que causa o movimento dos elétrons é a diferença de potencial elétrico, ou tensão, medida em volts (V). A EMF é justamente essa tensão que a bateria fornece quando não há corrente circulando (circuito aberto). Quando o circuito está fechado e a corrente flui, a EMF continua a ser a causa do movimento dos elétrons, mas não deve ser confundida com uma força física.

Passo 4

Além disso, a Lei de Ohm nos diz que a tensão (V) em um resistor é igual à corrente (i) multiplicada pela resistência ®, ou seja, . A EMF, por sua vez, é a tensão fornecida pela bateria para manter essa corrente no circuito. Portanto, a EMF está relacionada a energia por unidade de carga, não a uma força que age diretamente sobre as cargas.

Passo 5

Então, resumindo, a EMF é uma medida de energia por carga que impulsiona os elétrons através do circuito, mas não é uma força física que atua diretamente sobre eles, como uma força mecânica faria. Por isso, a EMF não é na verdade uma força.

Resposta

A força eletromotriz não é uma força física propriamente dita, mas sim o potencial elétrico fornecido pela bateria que impulsiona os elétrons a se moverem no circuito.

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c) Obtenha a expressão apropriada da força eletromotriz em termos das variáveis dada. O que mudaria caso a bateria não fosse ideal e tivesse uma resistência interna r.
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