UNICAMP 2003 (2ª fase) — questão 9 de Física

Enunciado em texto
Utilize g = 10 m/s² sempre que necessário na resolução dos problemas.
A variação de uma resistência elétrica com a temperatura pode ser utilizada para medir a temperatura de um corpo. Considere uma resistência R que varia com a temperatura T de acordo com a expressão
onde , e T é dada em graus Celsius. Esta resistência está em equilíbrio térmico com o corpo, cuja temperatura T deseja se conhecer. Para medir o valor de R ajusta-se a resistência , indicada no circuito abaixo, até que a corrente medida pelo amperímetro no trecho AB seja nula.
(Figura: circuito em losango, com os nós C (esquerda), A (alto), D (direita) e B (embaixo). Entre C e A há um resistor ; entre A e D, outro resistor ; entre D e B, o resistor variável ; entre C e B, a resistência R, que fica dentro de um bloco cinza (o corpo, com a indicação “T =”). Um amperímetro A liga os nós A e B. Os pontos C e D se ligam ao restante do circuito por fios tracejados.)
a) Qual a temperatura T do corpo quando a resistência for igual a 108 Ω?
b) A corrente através da resistência R é igual a A. Qual a diferença de potencial entre os pontos C e D indicados na figura?
(Enunciado e figura: Vestibular Unicamp 2003, 2ª fase — Comvest/Unicamp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.
Resolução comentada
O que a questão pede: (a) a temperatura do corpo, sabendo que a ponte está equilibrada com Ω; (b) a tensão entre os extremos C e D da ponte.
Item (a) — ponte equilibrada. Com corrente nula no amperímetro, A e B estão no mesmo potencial. Na ponte de Wheatstone equilibrada, os produtos das resistências opostas são iguais:
Então Ω. Pela expressão dada:
Item (b) — o caminho de baixo. Como não passa corrente pelo amperímetro, a corrente que atravessa R (de C até B) continua inteira por (de B até D). As duas resistências valem 108 Ω e estão em série nesse caminho:
⚠️ A armadilha: no item (b), usar só uma resistência ( V). Entre C e D, o caminho de baixo passa por R e por . E o equilíbrio é o que garante que a mesma corrente passa pelas duas.
A ideia em uma frase: com o amperímetro zerado, a ponte está equilibrada: a resistência desconhecida é igual à que se ajustou, e daí sai a temperatura.
Resposta: (a) T = 20 °C; (b) V.
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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