ENEM 2022 — questão 119 de Física

Gabarito AEletromagnetismo — associação de geradores em série e em oposição2º dia · Aplicação regular · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 119 de Física do ENEM 2022

Enunciado em texto

O quadro mostra valores de corrente elétrica e seus efeitos sobre o corpo humano: até 10 mA, dor e contração muscular; de 10 mA até 20 mA, aumento das contrações musculares; de 20 mA até 100 mA, parada respiratória; de 100 mA até 3 A, fibrilação ventricular; acima de 3 A, parada cardíaca e queimaduras.

A corrente elétrica que percorrerá o corpo de um indivíduo depende da tensão aplicada e da resistência elétrica média do corpo humano. Esse último fator está intimamente relacionado com a umidade da pele, que seca apresenta resistência elétrica da ordem de 500 kΩ, mas, se molhada, pode chegar a apenas 1 kΩ.

Apesar de incomum, é possível sofrer um acidente utilizando baterias de 12 V. Considere que um indivíduo com a pele molhada sofreu uma parada respiratória ao tocar simultaneamente nos pontos A e B de uma associação de duas dessas baterias. (DURAN, J. E. R. Biofísica: fundamentos e aplicações. Adaptado.)

Qual associação de baterias foi responsável pelo acidente?

As alternativas desta questão são figuras — veja a imagem da prova acima.

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: qual das cinco associações de duas baterias de 12 V12\ \text{V} produziria a corrente capaz de causar parada respiratória.

Passo 1 — que corrente a tabela exige. Parada respiratória é a faixa de 20 mA20\ \text{mA} a 100 mA100\ \text{mA}. Essa é a janela que precisamos atingir.

Passo 2 — a resistência do corpo. O enunciado diz pele molhada, então R=1 kΩ=1 000 ΩR = 1\ \text{k}\Omega = 1\,000\ \Omega. (Com pele seca seriam 500 kΩ500\ \text{k}\Omega e nada disso aconteceria — é por isso que o acidente com 12 V12\ \text{V} é "incomum", como o texto avisa.)

Passo 3 — testar as tensões possíveis com lei de Ohm.

U=12 V  →  i=121 000=12 mA(soˊ aumento de contrac¸o˜es)U = 12\ \text{V} \;\to\; i = \frac{12}{1\,000} = 12\ \text{mA} \quad \text{(só aumento de contrações)}

U=24 V  →  i=241 000=24 mA✔ parada respiratoˊriaU = 24\ \text{V} \;\to\; i = \frac{24}{1\,000} = 24\ \text{mA} \quad \text{✔ parada respiratória}

U=0  →  i=0(nada acontece)U = 0 \;\to\; i = 0 \quad \text{(nada acontece)}

Só os 24 V24\ \text{V} caem na faixa. Então a pergunta virou: qual associação entrega 24 V24\ \text{V} entre A e B?

Passo 4 — ler os desenhos pelos polos. Percorrendo o caminho de A até B:

• Série somando (++ de uma ligado ao −- da outra, as duas no mesmo sentido de percurso): as fems se somam → 12+12=24 V12 + 12 = \mathbf{24\ \text{V}} ✔

• Série em oposição (os desenhos em que um par de polos iguais se encontra, −→−- \to - ou +→++ \to +): as fems se cancelam → 12−12=0 V12 - 12 = 0\ \text{V}

• Paralelo (as duas baterias lado a lado, ambas ligando A a B): a tensão não soma → 12 V12\ \text{V}

A alternativa correta é a única em série somando — é a associação em que, indo de A até B, você atravessa as duas baterias sempre entrando pelo mesmo tipo de polo.

A confusão que a questão explora: achar que "duas baterias juntas" sempre dobram a tensão. Não dobram. Em paralelo a tensão continua a mesma (o que dobra é a corrente disponível e a duração); só a série somando dobra a tensão. É a mesma escolha que se faz ao pôr pilhas num controle remoto — e é por isso que o compartimento tem os desenhos de ++ e −- marcados.

Um lembrete que a questão dá de graça: os mesmos 12 V12\ \text{V} de uma bateria de carro são inofensivos com a mão seca e perigosos com a mão molhada. Não é a tensão sozinha que machuca — é a corrente, e quem decide a corrente é a resistência da pele.

A ideia em uma frase: série somando dobra a tensão, série em oposição zera, paralelo mantém — e a corrente no corpo é tensão dividida pela resistência da pele.

Resposta: alternativa A.

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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