ACAFE 2022 (Verão) — questão 34 de Física
Enunciado em texto
O esquema abaixo mostra dois circuitos nos quais se desliza uma barra condutora com a mesma velocidade « através do mesmo campo magnético uniforme e ao longo de um fio em forma de U». Os lados paralelos do fio estão separados por uma distância 2L, no circuito 1, e por L, no circuito 2. A corrente induzida no circuito 1 está no sentido anti-horário. Analise a validade das afirmações a seguir.
[Figura: dois fios em forma de U, com a abertura para cima: o circuito (1), à esquerda, é largo (lados separados por 2L); o circuito (2), à direita, é estreito (lados separados por L). Em cada um, uma barra horizontal (linha tracejada) apoiada nos dois lados do U, e uma seta vertical para cima, marcada V, indicando que a barra se move para cima, afastando-se do fundo do U.]
I. O sentido do campo magnético é para dentro da página.
II. O sentido da corrente induzida no circuito 2 é anti-horário.
III. A força eletromotriz (fem) induzida no circuito 1 é igual à do circuito 2.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.
B) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras.
C) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras.
D) Todas as afirmações são verdadeiras.
(Enunciado e figura: Vestibular de Medicina ACAFE — Verão 2022, Física — ACAFE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Associação Catarinense das Fundações Educacionais (ACAFE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar o sentido do campo, o sentido da corrente no circuito 2 e a comparação das fem.
Passo 1 — o fluxo aumenta. A barra sobe e se afasta do fundo do U: a área do retângulo fechado pela barra e pelo U cresce, e com ela o fluxo magnético.
Passo 2 — afirmação I (lei de Lenz). A corrente induzida cria um campo que se opõe ao aumento do fluxo, isto é, um campo induzido contrário ao campo externo. No circuito 1 a corrente é anti-horária; pela regra da mão direita, corrente anti-horária cria, dentro da espira, campo saindo da página. Então o campo externo aponta para dentro da página. I é verdadeira.
Passo 3 — afirmação II. O circuito 2 está no mesmo campo, com a barra subindo do mesmo jeito: o fluxo também aumenta e, pelo mesmo raciocínio, a corrente também é anti-horária. A largura do U muda a intensidade, não o sentido. II é verdadeira.
Passo 4 — afirmação III. A fem induzida numa barra de comprimento ℓ que se move com velocidade v, perpendicular ao campo B, é:
Com o mesmo B e a mesma v, a barra do circuito 1, duas vezes mais longa, varre o dobro de área por segundo e tem o dobro da fem. III é falsa.
⚠️ A armadilha: achar que, com mesmo campo e mesma velocidade, a fem é a mesma (marcando B, C ou D). A fem é a taxa de variação do fluxo, e a barra mais comprida varre área mais depressa.
A ideia em uma frase: a corrente induzida se opõe à variação do fluxo (Lenz) e a fem da barra é Bℓv, proporcional ao comprimento da barra.
Resposta: alternativa A (apenas I e II).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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