Questão 120 do Enem 2023: o que acontece com o brilho quando L₂ queima

Enem 2023 · 2º dia · caderno azul · Física · Eletricidade

Nos outros cadernos: amarelo 98 · rosa 108 · cinza 128

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C menos intensos.

O circuito com três lâmpadas incandescentes idênticas, representado na figura, consiste em uma associação mista de resistores. Cada lâmpada (L₁, L₂ e L₃) é associada, em paralelo, a um resistor de resistência R, formando um conjunto. Esses conjuntos são associados em série, tendo todas as lâmpadas o mesmo brilho quando ligadas à fonte de energia. Após vários dias em uso, apenas a lâmpada L₂ queima, enquanto as demais permanecem acesas.

Circuito: uma fonte de energia alimenta três conjuntos ligados em série; cada conjunto é uma lâmpada (L1, L2, L3) em paralelo com um resistor R

Em relação à situação em que todas as lâmpadas funcionam, após a queima de L₂, os brilhos das lâmpadas serão

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Como mudam os brilhos de L₁ e L₃ quando L₂ queima.

Antes: cada conjunto é lâmpada ‖ R

Chamando de $R_L$ a resistência de uma lâmpada, cada conjunto vale:

R_{\text{conj}} = \frac{R \cdot R_L}{R + R_L} \quad (\text{menor que } R)

Depois: o conjunto do meio vira só R

Quando L₂ queima, o ramo dela fica aberto. A corrente do conjunto do meio passa só pelo resistor R, que é maior que o paralelo de antes.

O efeito em cadeia

A resistência total do circuito aumenta.
A corrente total, que passa por todos os conjuntos em série, diminui.
O conjunto do meio passa a ficar com uma fatia maior da tensão da fonte, e os conjuntos de L₁ e L₃ ficam com menos.
Com menos tensão, L₁ e L₃ brilham menos.

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Foi a mais marcada. Seria verdade se as lâmpadas estivessem cada uma ligada direto na fonte, em paralelo. Aqui os conjuntos estão em série: mudar um conjunto muda a corrente de todos. (31,6% marcaram)
B
Foi a segunda mais marcada. É o contrário: sem L₂, a resistência total aumenta, a corrente diminui, e L₁ e L₃ recebem menos tensão. (24,4% marcaram)
D
L₁ e L₃ estão em situações simétricas (cada uma num conjunto em série com o resto). O que acontece com uma acontece com a outra. (10,2% marcaram)
E
Mesma razão da D: L₁ e L₃ sofrem o mesmo efeito. (20,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 2.685.218 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 733 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 4ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram12,4%dos candidatos marcaram a C

Habilidade 5 · Competência 2Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano.

Como os candidatos responderam

A31,6% mais marcada
B24,4%
C12,4% ✓ gabarito
D10,2%
E20,6%

Em branco: 0,8% · Mais de uma marcada: 0%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50015%
500 a 6009,1%
600 a 7007,6%
700 ou mais33,6%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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