EEAR 2021 (CFS 1) — questão 84 de Física
Enunciado em texto
A figura a seguir representa um tubo feito de vidro, um anel metálico feito de ouro e um ímã cilíndrico.
[Figura: um tubo de vidro vertical; dentro dele, um ímã cilíndrico com o polo S em cima e o polo N embaixo, e uma seta para baixo indicando a queda. Mais abaixo, um anel metálico envolve o tubo. Ao lado do anel, setas curvas indicam os dois sentidos possíveis de corrente: à esquerda, “Sentido horário”; à direita, “Sentido anti-horário” (sentidos vistos de cima).]
O ímã ao atravessar verticalmente todo o tubo com o polo norte voltado para baixo, provoca uma corrente elétrica induzida no anel. Na figura são indicados os sentidos horário e anti-horário possíveis para a corrente induzida.
De acordo com as Leis de Faraday e de Lenz, a corrente elétrica induzida que circula no anel é
a) sempre no sentido horário, durante toda a queda do ímã.
b) sempre no sentido anti-horário, durante toda a queda do ímã.
c) inicialmente no sentido horário enquanto o ímã se aproxima do anel e no sentido anti-horário quando ele se afasta.
d) inicialmente no sentido anti-horário enquanto o ímã se aproxima do anel e no sentido horário quando ele se afasta.
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2021 — 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: o sentido da corrente induzida no anel, visto de cima, antes e depois de o ímã passar.
Passo 1 — Lenz na aproximação. O polo N desce em direção ao anel. O fluxo magnético através do anel (para baixo, saindo do polo N) aumenta. A corrente induzida tem de se opor a isso: o anel vira um ímã com polo N em cima, repelindo o polo N que chega. Para o campo do anel apontar para cima, a corrente, vista de cima, gira no sentido anti-horário (regra da mão direita: dedos no sentido da corrente, polegar para cima).
Passo 2 — Lenz no afastamento. Depois que o ímã passa, o polo S (de cima) se afasta para baixo. O fluxo, ainda para baixo, agora diminui. O anel tenta mantê-lo: cria campo também para baixo, virando um ímã com polo N embaixo, que atrai o polo S de cima do ímã que se afasta. Campo para baixo: corrente no sentido horário, vista de cima.
Conferindo: nos dois momentos, o anel “freia” o ímã: repele na chegada e atrai na saída. É sempre assim pela lei de Lenz, e é por isso que a corrente muda de sentido.
⚠️ A armadilha: a (C), com os sentidos trocados. Ela aparece quando se confunde o sentido do campo induzido com o do campo do ímã: na aproximação, o campo induzido é oposto ao do ímã, e não igual.
A ideia em uma frase: pela lei de Lenz, o anel sempre se opõe à variação do fluxo: repele o ímã que chega e atrai o que vai embora, e por isso a corrente inverte.
Resposta: alternativa D (anti-horário na aproximação, horário no afastamento).
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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