ENEM 2022 — questão 99 de Física

Gabarito AEletromagnetismo — lei de Ohm aplicada por analogia2º dia · Aplicação regular · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 99 de Física do ENEM 2022

Enunciado em texto

A fim de classificar as melhores rotas em um aplicativo de trânsito, um pesquisador propõe um modelo com base em circuitos elétricos. Nesse modelo, a corrente representa o número de carros que passam por um ponto da pista no intervalo de 1 s. A diferença de potencial (d.d.p.) corresponde à quantidade de energia por carro necessária para o deslocamento de 1 m. De forma análoga à lei de Ohm, cada via oferece uma resistência.

Como teste para o sistema, são utilizadas três possíveis vias, com os valores da tabela:

Rota 1 — d.d.p. 510 J/(carro·m), corrente 4 carros/s. Rota 2 — 608 e 4. Rota 3 — 575 e 3.

As alternativas ordenam as rotas em ordem crescente de resistência. (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: ordenar três rotas de trânsito da menor para a maior "resistência", usando um modelo que copia a lei de Ohm.

O dicionário da analogia, que o enunciado entrega pronto:

• corrente ii → número de carros que passam por um ponto em 1 s1\ \text{s}

• d.d.p. UU → energia por carro para percorrer 1 m1\ \text{m}

• resistência RR → a grandeza que a via oferece, definida pela mesma razão de sempre

R=UiR = \frac{U}{i}

Passo 1 — aplicar a fórmula nas três rotas, com os números da tabela.

R1=5104=127,5R2=6084=152R3=5753≈191,7R_1 = \frac{510}{4} = 127{,}5 \qquad R_2 = \frac{608}{4} = 152 \qquad R_3 = \frac{575}{3} \approx 191{,}7

Passo 2 — ordenar do menor para o maior.

R1<R2<R3R_1 < R_2 < R_3

Repare no que a tabela faz de propósito: as rotas 1 e 2 têm a mesma corrente (4 carros/s) — então entre elas decide só a d.d.p., e a 2 é maior. Já a rota 3 tem a maior d.d.p. depois da 2, mas a menor corrente — e é a combinação das duas coisas que a joga para o fim. Quem olhar só uma coluna erra.

A armadilha que a maioria das alternativas explora: ordenar pela d.d.p. sozinha daria 1<3<21 < 3 < 2; ordenar pela corrente sozinha daria a rota 3 primeiro. Resistência é razão, não coluna — é preciso dividir antes de comparar.

Por que a analogia funciona (e onde ela é boa mesmo). A resistência elétrica mede quanta energia se gasta por unidade de carga que passa. Aqui mede quanta energia se gasta por carro que passa. Em ambos os casos: muito custo para pouco fluxo = alta resistência. É por isso que a via mais "resistente" é a pior rota — e é exatamente essa a pergunta que o aplicativo de trânsito quer responder.

A ideia em uma frase: resistência é sempre "quanto custa" dividido por "quanto passa" — o resto da analogia é vocabulário.

Resposta: alternativa A (R1<R2<R3R_1 < R_2 < R_3).

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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