Algumas espécies de aranha tecem teias com fios de seda seca revestidos com uma solução que os deixa higroscópicos, ou seja, capazes de absorver a umidade do ar, tornando-os bons condutores elétricos. Para estudar as propriedades elétricas desses fios, um pesquisador tinha disponíveis dois deles (fio A e fio B), idênticos, e ambos originalmente com 5 mm de comprimento. Um desses fios (fio A) foi lentamente esticado até que dobrasse de comprimento, tendo sua espessura diminuída. A resistência elétrica desses dois fios, em função de seu comprimento, está registrada na tabela.
a) Considerando que a condutividade desses fios se deva apenas ao revestimento aquoso de espessura uniforme ao longo de seus comprimentos e que a resistividade desses revestimentos seja constante, qual o valor da relação , sendo S1 E S2 as áreas das secções transversais desse revestimento quando o fio A mede 5 mm e 10 mm, respectivamente?
b) Em seguida, o fio A esticado e com 10 mm de comprimento foi associado em série com o fio B, com seu comprimento original de 5 mm. Essa associação foi submetida a uma diferença de potencial constante de 9 V, conforme a figura.
Calcule a potência dissipada, em watts, por essa associação.
a) Aplicando-se a 2° lei de Ohm para os dois comprimentos:
Dividindo-se as duas expressões e substituindo os valores de l1 e l2:
Observação: o volume do fio de seda não se mantém, provavelmente devido ao seu comportamento higroscópico. Caso o volume se mantivesse constante, a razão seria igual a 2.
b) como os fios estão associados em série, a resistência equivalente é dada por:
Assim, como a potência dissipada pela associação é igual à potência dissipada pelo resistor equivalente: