ENEM 2013 — questão 85 de Física
Enunciado em texto
Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente.
De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que
a) o fluido elétrico se desloca no circuito.
b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito.
c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada.
d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito.
e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada.
(Enunciado: ENEM 2013, aplicação regular, Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: por que a lâmpada acende quase no mesmo instante em que a chave é ligada.
Passo 1 — os elétrons andam devagar. No modelo clássico, o fio metálico já está cheio de elétrons livres. Quando há corrente, eles avançam com uma velocidade média muito pequena (velocidade de deriva), da ordem de milímetros por segundo. Um elétron que sai da pilha levaria minutos para chegar à lâmpada.
Passo 2 — o que viaja rápido. Ao ligar a chave, o que se espalha pelo circuito é o campo elétrico, e ele se estabelece em todos os pontos quase à velocidade da luz. Esse campo põe em movimento, ao mesmo tempo, os elétrons livres que já estão em todo o circuito, inclusive os que estão dentro do filamento. Por isso a lâmpada acende quase na hora.
Por que não as outras: (A) “fluido elétrico” é um modelo antigo, não o modelo clássico de corrente. (B) as cargas negativas atravessam o circuito devagar: elas não são a causa da rapidez. (C) a pilha não “libera” cargas para o filamento: os elétrons do filamento já estão lá. (E) não há choque de cargas positivas com negativas no filamento; o aquecimento vem das colisões dos elétrons com a rede de átomos do metal.
⚠️ A armadilha: a (B). A corrente é o movimento dos elétrons, mas eles são lentos. O que é rápido é o “aviso” para eles se moverem: o campo elétrico.
A ideia em uma frase: os elétrons do fio andam devagar, mas o campo elétrico chega a todo o circuito quase instantaneamente e põe todos eles em movimento ao mesmo tempo.
Resposta: alternativa D.
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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