UNIFIMES 2024 (Mineiros, 2º semestre) — questão 40 de Física

Gabarito AEletrodinâmica — chave que coloca um resistor em paralelo (modelo da célula)Vestibular de Medicina · 2º semestre · câmpus Mineiros · Prova II (objetiva)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 40 de Física do UNIFIMES 2024 (Mineiros, 2º semestre)

Enunciado em texto

A membrana celular de células saudáveis consiste de uma camada de lipídio isolante que separa o material intracelular condutor, composto pelo citoplasma, do meio extracelular que também é condutor. Dessa forma, as células humanas comportam-se como resistores cuja resistência elétrica varia dependendo do tipo de célula e da frequência do sinal elétrico recebido. A figura representa um modelo simplificado do circuito elétrico equivalente para uma célula humana, em que R0_0 é a resistência elétrica extracelular, R1_1 é a resistência elétrica intracelular e C funciona como uma chave que depende da frequência. Para frequências de até 50 kHz, C permanece aberta, mas, para frequências maiores que 50 kHz, ela se fecha.

[Figura: circuito com um gerador (pilha) no ramo de cima, ligado a dois ramos em paralelo: no ramo superior, o resistor R0_0; no ramo inferior, o resistor R1_1 em série com a chave C, desenhada aberta.]

De acordo com esse modelo e considerando que o circuito seja percorrido por uma corrente contínua, quando a chave C se fechar, a resistência elétrica equivalente do circuito

(A) diminuirá, pois as resistências R0_0 e R1_1 estarão em paralelo.

(B) aumentará, pois as resistências R0_0 e R1_1 estarão em paralelo.

(C) diminuirá, pois a corrente elétrica passará somente por R1_1.

(D) aumentará, pois as resistências R0_0 e R1_1 estarão em série.

(E) diminuirá, pois a corrente elétrica passará somente por R0_0.

(Enunciado e figura: Vestibular de Medicina UNIFIMES 2024 (2º semestre), câmpus Mineiros — UNIFIMES/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário de Mineiros (UNIFIMES) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: o que acontece com a resistência equivalente quando a chave C fecha.

Passo 1 — chave aberta. Com C aberta, o ramo de R1R_1 está interrompido: a corrente só passa por R0R_0, e Req=R0R_{eq} = R_0.

Passo 2 — chave fechada. Com C fechada, os dois ramos ligam os mesmos dois nós: R0R_0 e R1R_1 ficam em paralelo. A corrente se divide entre eles:

Req=R0R1R0+R1R_{eq} = \frac{R_0 R_1}{R_0 + R_1}

Passo 3 — comparar. Como R1/(R0+R1)<1R_1/(R_0 + R_1) < 1, temos Req<R0R_{eq} < R_0. Abrir um novo caminho para a corrente sempre diminui a resistência equivalente.

Por que não as outras: (B) acerta a ligação mas erra o efeito; (C) e (E) dizem que a corrente passa por um só resistor, mas em paralelo ela passa pelos dois; (D) erra a ligação: os resistores não estão em série.

⚠️ A armadilha: pensar que “mais um resistor no circuito” aumenta a resistência (alternativa B ou D). Isso vale em série; em paralelo, cada resistor a mais é um caminho a mais e a resistência equivalente cai.

A ideia em uma frase: ligar um resistor em paralelo abre um novo caminho para a corrente e sempre diminui a resistência equivalente.

Resposta: alternativa A (diminuirá; R₀ e R₁ ficam em paralelo).

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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