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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 126 do ENEM PPL 2023

2º dia · Ciências da Natureza · H5 · Física: Resistência elétrica e leis de Ohm

Lâmpadas incandescentes são constituídas de um filamento de tungstênio dentro de um bulbo de vidro com um gás a baixa pressão. Essas lâmpadas podem apresentar diferentes potências quando submetidas à mesma tensão elétrica.

Um estudante precisa selecionar uma lâmpada que forneça o maior brilho, para isso deverá selecionar aquela que possui o filamento mais

  1. A
    curto, pois terá a menor resistência.
  2. B
    comprido, pois terá a maior resistência.
  3. C
    curto, pois terá a menor resistividade.
  4. D
    curto, pois terá a menor corrente elétrica.
  5. E
    comprido, pois terá a menor resistividade.
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Resolução comentada

O brilho de uma lâmpada depende da potência dissipada. Como as lâmpadas são ligadas à mesma tensão U, usamos a expressão da potência que envolve tensão e resistência:

P=\frac{U^2}{R}

Com U fixa, quanto menor a resistência R, maior a potência e, portanto, maior o brilho.

A resistência do filamento é dada pela segunda lei de Ohm:

R=\rho\,\frac{L}{A}

onde \rho é a resistividade (propriedade do material, o tungstênio, igual em todas as lâmpadas), L é o comprimento e A é a área da seção transversal.

Como \rho é constante, a resistência só muda com L e A. Ela diminui quando o filamento é mais curto (menor L) ou mais grosso (maior A).

Portanto:

  1. Maior brilho exige maior potência.
  2. Com tensão fixa, isso exige menor resistência.
  3. Menor resistência significa filamento mais curto (para o mesmo material e a mesma espessura).

A corrente, nesse caso, é a maior, pois i=U/R, o que descarta a alternativa D. A resistividade não muda, pois depende só do material, o que descarta C e E.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BFilamento comprido tem maior resistência, o que reduz a potência (P=U^2/R) e o brilho.
  • CA resistividade é propriedade do material (tungstênio) e não muda com o comprimento do filamento.
  • DFilamento curto tem maior corrente, não menor, pois i=U/R; e o brilho aumenta com a corrente.
  • EFilamento comprido não altera a resistividade, e ainda aumenta a resistência, diminuindo o brilho.

Assuntos: Resistência elétrica e leis de Ohm, Potência elétrica e efeito Joule.

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