A resistência elétrica de um fio é determinada pelas suas dimensões e pelas propriedades estruturais do material. A condutividade ($̃σ$) caracteriza a estrutura do material, de tal forma que a resistência de um fio pode ser determinada conhecendo-se $L$, o comprimento do fio e $A$, a área de seção reta. A tabela relaciona o material à sua respectiva resistividade em temperatura ambiente.
Questão 59 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza
Resolução comentada
Para resolvermos essa questão, precisamos lembrar da Segunda Lei de Ohm, que relaciona a resistência elétrica () de um fio com as suas dimensões geométricas e o material do qual ele é feito. A fórmula clássica é dada por:
Onde:
- é a resistividade do material;
- é o comprimento do fio;
- é a área da seção reta do fio.
O enunciado nos fornece a condutividade () dos materiais, e não a resistividade. A condutividade é exatamente o inverso da resistividade, ou seja, mede a facilidade com que o material conduz a corrente elétrica. Matematicamente, temos:
Substituindo essa relação na Segunda Lei de Ohm, obtemos uma nova expressão para a resistência em função da condutividade:
A questão afirma que as dimensões geométricas ( e ) são mantidas constantes para todos os fios. Sendo assim, a resistência elétrica () passa a ser inversamente proporcional à condutividade (). Isso significa que, quanto maior for a condutividade do material, menor será a sua resistência elétrica.
Como queremos o fio que apresenta a menor resistência elétrica, devemos procurar na tabela o material que possui a maior condutividade.
Analisando os valores fornecidos na tabela:
- Alumínio:
- Cobre:
- Ferro:
- Prata:
- Tungstênio:
O material com o maior valor de condutividade é a prata (). Portanto, mantendo-se as mesmas dimensões, o fio de prata será o que apresentará a menor resistência elétrica.
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Fonte: prova oficial do ENEM 2010 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.