Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — questão 59 de Física

Enunciado em texto
Um dos fatores fundamentais a serem observados quando se vai dimensionar uma instalação elétrica é a bitola dos condutores utilizados, definida como sendo o diâmetro da secção transversal desses condutores. O uso de uma bitola inferior à ideal pode sobrecarregar o sistema e provocar acidentes.
[Foto: fio elétrico com isolamento preto, com a ponta de cobre exposta; o diâmetro do cobre está indicado como “Bitola”.]
Considere que dois pedaços de fios sólidos de cobre, I e II, tenham formato cilíndrico e que a bitola do fio II seja o dobro da bitola fio I.
Sendo e os comprimentos desses pedaços de fio, para que ambos apresentem a mesma resistência elétrica, é necessário que:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — FASM/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a relação entre os comprimentos para que os dois fios tenham a mesma resistência.
Passo 1 — segunda lei de Ohm. Para um fio de resistividade ρ, comprimento L e área de seção A:
Passo 2 — a área do fio II. A área do círculo vai com o quadrado do diâmetro: diâmetro dobrado, área quadruplicada: .
Passo 3 — igualando as resistências. Mesmo material (mesmo ρ):
⚠️ A armadilha: achar que dobrar a bitola dobra a área e marcar (alternativa D). A área depende do diâmetro ao quadrado.
A ideia em uma frase: a resistência é proporcional a L/d²: fio com o dobro do diâmetro precisa ser 4 vezes mais comprido para ter a mesma resistência.
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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