EEAR 2020 (CFS 2) — questão 91 de Física
Enunciado em texto
Sobre uma bancada de um laboratório, foram dispostos um condutor retilíneo R e três espiras condutoras circulares A, B e C, conforme a disposição mostrada na figura a seguir.
[Figura: três espiras circulares iguais, A, B e C, lado a lado, da esquerda para a direita, todas tangentes a uma linha tracejada horizontal embaixo. O condutor retilíneo R é vertical, com a corrente para cima, e passa sobre o centro da espira B, perpendicular à linha tracejada (há um sinal de ângulo reto). Em cada espira, uma seta com a letra i, na parte de cima à direita, indica a corrente circulando no sentido anti-horário.]
Considere que:
1 – não há contato elétrico entre a espira B e o condutor R, todas as espiras estão tangentes à linha tracejada, o condutor retilíneo está perpendicular à linha tracejada e também sobre o centro da espira B;
2 – foram omitidas no desenho as fontes geradoras das correntes elétricas;
3 – adotou-se o sentido convencional da corrente elétrica;
4 – as correntes elétricas nas bobinas têm a mesma intensidade i e no condutor retilíneo tem a intensidade ;
5 – o condutor retilíneo e as espiras são considerados ideais, coplanares e de espessuras desprezíveis.
Nas condições geométricas citadas acima, sem alterar os sentidos das correntes elétricas indicadas na figura e considerando somente as regiões no centro das espiras, se for ajustada somente a intensidade da corrente , em uma determinada relação de , será possível o campo magnético gerado por anular o campo gerado ________.
a) somente no centro da espira A
b) somente no centro da espira B
c) somente no centro da espira C
d) nos centros das espiras A e C
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2020 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual centro de espira o campo do fio pode cancelar o campo da própria espira.
Passo 1 — o campo das espiras. As três correntes giram no sentido anti-horário. Pela regra da mão direita (dedos no sentido da corrente, polegar dá o campo), o campo no centro de cada espira aponta para fora do papel, na direção do leitor.
Passo 2 — o campo do fio. Com a corrente para cima, a regra da mão direita (polegar na corrente, dedos dão o giro do campo) mostra: à esquerda do fio, o campo sai do papel; à direita, entra no papel.
Passo 3 — comparar em cada centro:
• centro de A (à esquerda do fio): fio e espira, os dois para fora → somam, não anulam;
• centro de C (à direita do fio): fio para dentro, espira para fora → sentidos opostos, dá para anular ajustando ;
• centro de B: o fio passa exatamente sobre ele. Bem junto ao fio o campo dele é enorme e troca de sentido de um lado para o outro; não existe um valor de que dê ali um campo igual e oposto ao da espira.
Quanto vale a relação: os centros de A e C ficam a 2r do fio (r = raio). No centro de C, dá .
⚠️ A armadilha: achar que, por simetria, o que vale para C vale para A (alternativa D). As distâncias são iguais, mas o campo do fio tem sentidos opostos dos dois lados, e as espiras giram no mesmo sentido.
A ideia em uma frase: o campo do fio troca de sentido de um lado para o outro; só anula o da espira do lado em que os dois apontam em sentidos opostos.
Resposta: alternativa C (somente no centro da espira C).
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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