Segunda Lei de Ohm no Enem 2020

Em nossa última postagem de física estudamos obre a Primeira Lei de Ohm (e você pode acessar esta postagem clicando aqui!) Além disso, você viu também sobre a importância destas leis para a física no Enem. A seguir, vamos apresentar os principais conceitos sobre a Segunda Lei de Ohm, assim como uma questão retirada de provas anteriores do Enem, para ilustrar como este conteúdo é cobrado no Exame.

Segunda Lei de Ohm

Da Primeira Lei de Ohm, já tínhamos o conceito da constante resistência elétrica definido. Desta maneira, os estudos da Segunda Lei de Ohm foram direcionados ao entendimento de que fatores afetam esta constante, seja o seu aumento ou a sua diminuição. Desta maneira, o físico alemão desenvolveu experimentos a fim de definir quais variáveis podem influenciar na resistência. Após a realização dos testes, Ohm chegou a quatro diferentes fatores: material do componente utilizado, temperatura, comprimento do material e também a área da seção transversal do componente.

Destes experimentos, foram observados os seguintes comportamentos em relação aos fatores isolados:

  • Quanto maior o comprimento do componente, maior será a sua resistência elétrica. Desta maneira, tratam-se de variáveis diretamente proporcionais.
  • Quanto maior a área da seção transversal, menor será a resistência elétrica. Assim, Ohm observou que se tratam de variáveis inversamente proporcionais.
  • Foi observado também que materiais diferentes apresentavam resistências elétricas diferentes. Portanto, o material também é uma variável diretamente proporcional à resistência elétrica.

Com estas observações, Ohm determinou uma relação para o cálculo da resistência, dada pela seguinte equação:

Onde R é a resistência elétrica a ser calculada, medida em ohms, ρ é resistividade elétrica do material, dada em ohm-metro, L é o comprimento do condutor dado em metros e A é área da seção transversal do material em metros quadrados.

Devemos ressaltar que os valores da resistividade térmica dos materiais serão normalmente fornecidos, e são válidos normalmente para a temperatura de 25°C, uma vez que alterações na temperatura irão acarretar uma variação na resistividade do material.

Questão do Enem

De modo a exemplificar como este conteúdo é cobrado nas provas do Enem, vamos apresentar uma questão retirada do próprio exame, que aborda os conceitos da Segunda Lei de Ohm.

A relação da resistência elétrica com as dimensões do condutor foi estudada por um grupo de cientistas por meio de vários experimentos de eletricidade. Eles verificaram que existe proporcionalidade entre:

  • Resistência (R) e comprimento (L), dada a mesma secção transversal (A);
  • Resistência (R) e área de secção transversal, dado o mesmo comprimento (L);
  • Comprimento (L) e área da secção transversal (A), dada a mesma resistência (R).

Considerando os resistores como fios, pode-se exemplificar o estudo das grandezas que influem na resistência elétrica utilizando as figuras seguintes:

As figuras mostram que as proporcionalidades existentes entre resistência (R) e comprimento (L), resistência (R) e área de secção transversal (A), e entre comprimento (L) e área de secção transversal (A) são, respectivamente,

a)direta, direta e direta.

b) direta, direta e inversa.

c) direta, inversa e direta.

d) inversa, direta e direta.

e) inversa, direta e inversa.

Alternativa correta: c.

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