ENEM 2025 — questão 125 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o diagrama do gerador equivalente — fem e resistência interna — do menor conjunto de placas capaz de alimentar a bomba.

Passo 1 — a resistência interna de uma placa. Em circuito aberto a placa mostra $\varepsilon = 40\ \text{V}$; em operação, entrega $34\ \text{V}$ com corrente de $7{,}5\ \text{A}$. A queda interna é $40-34=6\ \text{V}$, logo $r=\dfrac{6}{7{,}5}=0{,}8\ \Omega$.

Passo 2 — quantas placas a bomba precisa. A bomba trabalha com $100\ \text{V}$, admitindo variação de até $5\ \text{V}$ — ou seja, entre $95$ e $105\ \text{V}$. Em série, $n$ placas entregam $34n$ volts: com $n=2$ dá $68\ \text{V}$ (baixo demais) e com $n=3$ dá $102\ \text{V}$, dentro da faixa. O menor número possível é 3.

Passo 3 — o gerador equivalente. Na associação em série somam-se as fems e somam-se as resistências internas: $\varepsilon_{eq}=3\times 40=120\ \text{V}$ e $r_{eq}=3\times 0{,}8=2{,}4\ \Omega$.

Passo 4 — conferindo pela equação do gerador. $U = \varepsilon_{eq}-r_{eq}\,i = 120-2{,}4\times 7{,}5 = 120-18 = 102\ \text{V}$. É a tensão que a bomba recebe, e está dentro do que ela aceita.

A armadilha: duas alternativas trazem $102\ \text{V}$ escrito no símbolo do gerador. Mas $102\ \text{V}$ é a tensão nos terminais durante a operação, não a fem. No diagrama de um gerador não ideal, o que se indica ao lado do símbolo é a fem — e ela vale $120\ \text{V}$.

Resposta: alternativa B.