Questão 119 do ENEM 2022 — Física
Uma lanterna funciona com três pilhas de resistência interna igual a 0,5 Ω cada, ligadas em série. Quando posicionadas corretamente, devem acender a lâmpada incandescente de especificações 4,5 W e 4,5 V. Cada pilha na posição correta gera uma f.e.m. (força eletromotriz) de 1,5 V. Uma pessoa, ao trocar as pilhas da lanterna, comete o equívoco de inverter a posição de uma das pilhas. Considere que as pilhas mantêm contato independentemente da posição.
Com esse equívoco, qual é a intensidade de corrente que passa pela lâmpada ao se ligar a lanterna?
Resolução comentada
Ao inverter uma pilha, sua fem passa a se opor às outras duas: fem total = 1,5+1,5−1,5 = 1,5 V. As resistências internas, porém, continuam se somando normalmente (3×0,5 = 1,5 Ω), pois dissipam energia independente do sentido. Com a resistência da lâmpada (R = V²/P = 4,5²/4,5 = 4,5 Ω), a resistência total do circuito é 6 Ω, e a corrente fica I = 1,5/6 = 0,25 A.
Um erro comum é esquecer de subtrair a fem da pilha invertida e considerar que as fems continuam somando 4,5 V; isso levaria a I = 4,5/6 = 0,75 A, mas inverter a pilha significa que ela passa a “brigar” com as outras duas, reduzindo a fem total do circuito.