ENEM 2020 — questão 106 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o esquema em que o amperímetro está ligado do jeito certo e marcando o valor certo. São duas decisões independentes — e a questão só aceita quem acerta as duas.

Decisão 1 — como se liga um amperímetro: EM SÉRIE. Amperímetro mede corrente, e para medir a corrente que passa por um caminho ele tem de fazer parte desse caminho. A corrente de fuga sai da bateria e volta pelo circuito do veículo; então o amperímetro tem de ficar no meio desse percurso, entre um polo da bateria e o circuito.

Ligar em paralelo (as duas pontas do amperímetro nos dois polos da bateria) é o erro clássico: como ele tem resistência quase nula, isso é um curto-circuito na bateria. Além de não medir a fuga, estraga o aparelho.

Decisão 2 — quanto ele deve marcar. A capacidade da bateria é $60\ \text{Ah}$. Essa unidade é carga: ampère vezes hora. Ela diz quanto tempo a bateria aguenta uma dada corrente.

$$Q = i \cdot \Delta t \;\Rightarrow\; i = \frac{Q}{\Delta t}$$

Cinco dias, em horas:

$$\Delta t = 5 \times 24 = 120\ \text{h}$$

$$i = \frac{60\ \text{Ah}}{120\ \text{h}} = \mathbf{0{,}5\ \text{A}}$$

Passo 3 — cruzar as duas. Só um esquema tem o amperímetro em série marcando 0,5 A.

Resposta: alternativa B.

Por que as outras caem:

(A) marca 0,5 A (valor certo!) mas com o amperímetro ligado entre os dois polos da bateria — em paralelo. Curto-circuito. É o distrator mais perigoso: acerta o número e erra a ligação.

(C) está em série, mas marca $2{,}5$ A — nessa corrente a bateria duraria $60/2{,}5 = 24$ h, um dia, não cinco.

(D) e (E) marcam $12$ A — que é a tensão da bateria em volt, colocada ali como número familiar. A $12$ A a bateria duraria 5 horas.

A ideia em uma frase: amperímetro entra no caminho da corrente, e 60 Ah divididos por 120 h dão 0,5 A.