PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 89 (CFS 1) da EEAR 2023
– Um estudante de Física precisa ligar dois equipamentos por meio de um fio condutor de formato cilíndrico. Para isso ele dispõe de 4 opções, A, B, C e D, descritas na tabela a seguir.
| Dados do condutor | Condutores | |||
|---|---|---|---|---|
| A | B | C | D | |
| Comprimento | 2\ell | \ell | \ell | \ell |
| Área da secção transversal | \text{S} | 2\text{S} | 0{,}5\text{ S} | 3\text{S} |
| Resistividade | \rho | \rho | 0{,}5\ \rho | 0{,}5\ \rho |
Essa tabela foi elaborada a partir dos valores de referência (\ell , \text{S} e \rho), que são utilizados para comparação:
\ell – representa um valor do comprimento do condutor;
\text{S} – representa um valor da área da secção transversal do condutor; e
\rho – representa uma resistividade elétrica do material que constitui o condutor.
Como o objetivo é conectar o condutor elétrico que apresenta a menor resistência ôhmica, dentre os condutores descritos qual deles deve ser utilizado?
- AA
- BB
- CC
- DD
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Resolução comentada
A segunda lei de Ohm diz que a resistência de um fio cilíndrico é R = \rho \dfrac{L}{S}: cresce com o comprimento e a resistividade, e diminui com a área da secção. Tomando R_0 = \rho\dfrac{\ell}{S} como referência, calculamos cada condutor:
- Condutor A: R_A = \rho\dfrac{2\ell}{S} = 2R_0
- Condutor B: R_B = \rho\dfrac{\ell}{2S} = 0{,}5R_0
- Condutor C: R_C = 0{,}5\rho\dfrac{\ell}{0{,}5S} = R_0
- Condutor D: R_D = 0{,}5\rho\dfrac{\ell}{3S} = \dfrac{R_0}{6} \approx 0{,}17R_0
Comparando: 2R_0 > R_0 > 0{,}5R_0 > 0{,}17R_0. A menor resistência é a do condutor D, que combina menor resistividade, mesmo comprimento do menor e a maior área de secção.
Alternativa D.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Atem o dobro do comprimento, o que dá a maior resistência, 2R_0.
- Bsó dobra a área e mantém \rho, dando 0{,}5R_0, maior que a do D.
- Creduzir a resistividade e a área pela metade se cancela, resultando em R_0.
Assunto: Resistência elétrica e leis de Ohm.
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Fonte: EEAR 2023 · CFS 1. Prova oficial ↗