EEAR 2020 (CFS 2) — questão 93 de Física

Gabarito CEletrodinâmica — segunda lei de Ohm e resistores em paraleloExame de Admissão ao CFS 2/2020 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 93 de Física do EEAR 2020 (CFS 2)

Enunciado em texto

Em um laboratório de Física foram realizadas duas experiências com condutores elétricos:

1 – Na primeira, mediu-se a resistência elétrica de um condutor cilíndrico C1, constituído de um material metálico, ôhmico, de comprimento L e área transversal S. O valor obtido foi R1.

2 – Na segunda, mediu-se a resistência elétrica da associação em paralelo de quatro condutores cilíndricos, C2a, C2b, C2c e C2d, todos constituídos do mesmo material de C1, cada um com o mesmo comprimento L de C1 e cada um com um quarto (¼) da área transversal S, de C1. O valor obtido foi R2.

Nessas condições, quanto vale a razão R1/R2?

a) 0

b) 1/4

c) 1

d) 4

(Enunciado: Exame de Admissão ao CFS 2/2020 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar a resistência de um fio grosso com a de quatro fios finos em paralelo.

Passo 1 — segunda lei de Ohm para C1:

R1=ρ LSR_1 = \rho\,\frac{L}{S}

Passo 2 — cada fio fino. Mesmo material e comprimento, área S/4: a resistência fica 4 vezes maior.

Rfino=ρ LS/4=4R1R_{\text{fino}} = \rho\,\frac{L}{S/4} = 4R_1

Passo 3 — quatro iguais em paralelo: a resistência equivalente é a de um dividida por 4.

R2=4R14=R1  ⇒  R1R2=1R_2 = \frac{4R_1}{4} = R_1 \;\Rightarrow\; \frac{R_1}{R_2} = 1

Conferindo pela ideia física: quatro fios de área S/4 lado a lado, ligados nas pontas, equivalem a um fio de área total S. É o próprio C1.

⚠️ A armadilha: fazer só um dos efeitos. Lembrar só do paralelo (R2 = R1/4) dá R1/R2 = 4 (alternativa D); lembrar só da área menor (R2 = 4R1) dá 1/4 (alternativa B). Os dois se compensam.

A ideia em uma frase: resistência depende de ρL/S; quatro fios de um quarto da área em paralelo somam a mesma área, e a resistência não muda.

Resposta: alternativa C (1).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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