Questão 119 Enem 2022 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 119

Associação de Geradores 1ª Lei de Ohm

O quadro mostra valores de corrente elétrica e seus efeitos sobre o corpo humano.

A corrente elétrica que percorrerá o corpo de um indivíduo depende da tensão aplicada e da resistência elétrica média do corpo humano. Esse último fator está intimamente relacionado com a umidade da pele, que seca apresenta resistência elétrica da ordem de $500 kΩ$ , mas, se molhada, pode chegar a apenas $1 kΩ$ .

Apesar de incomum, é possível sofrer um acidente utilizando baterias de 12 V. Considere que um indivíduo com a pele molhada sofreu uma parada respiratória ao tocar simultaneamente nos pontos A e B de uma associação de duas dessas baterias.

DURAN, J. E. R. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2003 (adaptado).

Qual associação de baterias foi responsável pelo acidente?

a)
b)
c)
d)
e)

Resolução

Uma pessoa que sofreu parada respiratória foi atravessada por uma corrente elétrica cujo valor se encontra entre 20 mA e 100 mA, conforme nos indica a tabela fornecida pelo enunciado da questão.

Assim, tomando o valor de 1 kΩ para a resistência média do corpo da pessoa que sofreu o acidente, o menor valor de tensão elétrica que ela deveria ser submetida corresponde a tensão que produz também o menor valor de corrente elétrica necessário para causar a parada respiratória. Assim, a menor tensão sobre a pessoa para que ela tenha uma parada respiratória será dada pela 1ª Lei de Ohm:

$U = R \cdot i \Rightarrow$

$U = 1 \cdot 10^{3} \cdot 20 \cdot 10^{- 3} \Rightarrow$

$U = 20 V .$

Com isso, a tensão sobre o corpo da pessoa deve ser de 20 volts, o que não é possível de se obter com apenas uma bateria de 12 V. Para alcançar um valor maior do que 20 V, deve-se ter duas baterias de 12 V associadas em série, de maneira que o polo negativo de uma esteja ligado ao polo positivo da outra bateria.

A única configuração em que as baterias estão conectadas em série (ligando o polo de uma delas no polo oposto da outra bateria) é a apresentada na letra A.

Vejamos às demais alternativas:

b) Incorreta. Os polos negativos das baterias estão ligados entre si, com isso a diferença de potencial entre os pontos A e B é nula (ambos possuem o mesmo potencial elétrico do polo positivo das baterias).

c) Incorreta. Neste caso, como ligou-se os polos iguais entre si, a diferença de potencial entre A e B é a diferença de potencial entre os polos positivo e negativo das baterias, ou seja, 12 V.

d) Incorreta. Mesma situação que a letra B.

e) Incorreta. Considerando que os fios sejam ideais, as baterias estariam em curto circuito, descarregando-se mutuamente. Como os fios são ideias, a diferença de potencial entre os pontos A e B seria nula.