Esticar o fio: o comprimento e a espessura definem a resistência

Um jogo educativo de simulação. Um fio está entre duas pinças com um ohmímetro ligado. Prevê a resistência de um fio de cobre, de um fio com o dobro do comprimento, de um com o dobro da espessura e de um esticado até ao dobro do comprimento, e o comprimento de nicromo que dá 20 Ω.

ResistênciaResistividade

ESTICAR O FIO

Dois metros de cobre

Pronto
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Fio de cobreFio de nicromoOhmímetroSua previsão
ResistênciaR = ρ·L ÷ A

Tempo

0.00 s

t

Resistência

— Ω

R = ρ·L ÷ A

Comprimento

— m

L

Secção

— mm²

A = π·d² ÷ 4

Preveja antes de começar

Escreve a tua previsão para preparar o ensaio. Iniciar fica desativado até haver uma resposta.

Prevê como o comprimento e a espessura definem a resistência.

Pontuação da missão—

Cada resposta tem de estar dentro de 2 %: cada uma vale 100 pontos. Acertar no primeiro ensaio dá mais 50. Um ensaio conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Esticar o fio

  1. Escolhe um teste e lê no cartão o fio e a mudança.
  2. Usa R = ρ·L ÷ A com A em m², ou pensa em proporções: R ∝ L e R ∝ 1 ÷ d².
  3. Escreve a tua previsão e carrega em Iniciar. O fio desenrola-se, alonga-se, engrossa ou estica, e o ohmímetro acompanha.
  4. Compara o ohmímetro e o gráfico com a tua previsão laranja.

O comprimento e a espessura definem a resistência

Um fio opõe-se à corrente que o percorre, e quanto depende de três coisas: o comprimento, a espessura e o metal. Um fio mais comprido é um caminho mais comprido, por isso a sua resistência cresce na proporção do comprimento. Um fio mais grosso dá à corrente mais espaço lado a lado, por isso a sua resistência diminui na proporção da secção. O metal entra através da resistividade ρ: a do cobre é muito baixa, por isso usa-se nas instalações, enquanto a do nicromo é cerca de 65 vezes maior, por isso usa-se nos aquecedores. Em conjunto, R = ρ·L ÷ A. Para um fio redondo a secção é A = π·d² ÷ 4, por isso duplicar o diâmetro torna A quatro vezes maior e R quatro vezes menor. Esticar um fio até ao dobro do comprimento com o mesmo volume faz duas coisas ao mesmo tempo: o comprimento duplica e a secção fica a metade, por isso R fica quatro vezes maior.

Um modelo de aprendizagem focado

O fio é um condutor redondo e uniforme à temperatura ambiente, com resistividade fixa: cobre 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m, nicromo 1,10 × 10⁻⁶ Ω·m. Os fios dos testes 2 a 4 são de nicromo, com os comprimentos e secções que dão as suas resistências iniciais. Cada mudança faz-se de forma contínua durante 2 s e mantém-se 1 s; esticar conserva o volume, por isso a secção diminui à medida que o comprimento cresce. O ohmímetro é ideal e as pinças não acrescentam resistência. As respostas dentro de 2 % estão certas.

Ao trocar de idioma, seu teste, previsão, tentativas e rodada são mantidos.