ENEM 2018 — questão 110 de Física

Gabarito DEletrodinâmica — resistor não-ôhmico e leitura de gráfico2º dia · Aplicação regular · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 110 de Física do ENEM 2018

Enunciado em texto

Ao pesquisar um resistor feito de um novo tipo de material, um cientista observou o comportamento mostrado no gráfico tensão versus corrente.

[Gráfico: tensão (V) no eixo vertical, de 0 a 120, e corrente (A) no eixo horizontal, de 0 a 7. Os pontos formam uma curva levemente crescente, atingindo cerca de 120 V em 7 A.]

Após a análise do gráfico, ele concluiu que a tensão em função da corrente é dada pela equação V = 10i + i².

O gráfico da resistência elétrica (R) do resistor em função da corrente (i) é

a) uma reta horizontal em R = 10 Ω.

b) uma reta horizontal em R ≈ 17 Ω.

c) uma reta pela origem, de R = 0 a R = 7 Ω.

d) uma reta de R = 10 Ω (em i = 0) até cerca de R = 17 Ω (em i = 7 A).

e) uma curva crescente de R = 10 Ω até cerca de R = 60 Ω.

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

A armadilha da questão está numa palavra do enunciado: "um novo tipo de material". O gráfico V×iV \times i não é uma reta — é levemente curvo. Isso significa que o resistor não obedece à Lei de Ohm: a resistência muda com a corrente.

Passo 1 — a definição que continua valendo sempre. Mesmo em resistor não-ôhmico, a resistência num ponto é:

R=ViR = \frac{V}{i}

(O que deixa de valer é RR ser constante, não a definição.)

Passo 2 — substituir a equação dada. O enunciado entrega V=10 i+i2V = 10\,i + i^{2}:

R=10 i+i2i=10+iR = \frac{10\,i + i^{2}}{i} = \boxed{10 + i}

Passo 3 — ler o que essa expressão desenha. R=10+iR = 10 + i é uma reta, com:

• valor inicial 10 Ω em i=0i = 0 (coeficiente linear);

• inclinação 1 (coeficiente angular);

• em i=7i = 7 A, R=17 ΩR = 17\ \Omega.

Reta que começa em 10 e sobe até 17 é o gráfico D.

Por que cada alternativa errada é errada — e cada uma corresponde a um erro nomeável:

• A (constante em 10 Ω): ignorou o termo i2i^{2}, ou seja, tratou o resistor como ôhmico. É o erro de não ler "novo tipo de material".

• B (constante em ~17 Ω): pegou o valor de RR num único ponto (o extremo do gráfico) e o estendeu para todos.

• C (reta pela origem, de 0 a 7): esqueceu de dividir o termo 10i10i por ii — ficou só com R=iR = i.

• E (curva subindo até 60): não dividiu por ii: desenhou VV em vez de RR. É a que mais confunde, porque a curva parece "certa" para quem olhou só o formato do gráfico original.

A ideia em uma frase: quando o gráfico V×iV \times i não é reta, a resistência não é constante — e R=V/iR = V/i tem de ser calculada, não lida.

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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