ENEM 2022 — questão 118 de Física
Enunciado em texto
O físico Hans C. Oersted observou que um fio transportando corrente elétrica produz um campo magnético. A presença do campo magnético foi verificada ao aproximar uma bússola de um fio conduzindo corrente elétrica. A figura ilustra um fio percorrido por uma corrente elétrica i, constante e com sentido para cima. Os pontos A, B e C estão num plano transversal e equidistantes do fio. Em cada ponto foi colocada uma bússola.
Considerando apenas o campo magnético por causa da corrente i, as respectivas configurações das bússolas nos pontos A, B e C serão
As alternativas desta questão são figuras — veja a imagem da prova acima.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: como três bússolas se orientam em volta de um fio vertical percorrido por corrente para cima.
A geometria que quase todo mundo erra de primeira: o campo magnético de um fio retilíneo não aponta para o fio nem para longe dele. Ele forma circunferências fechadas em torno do fio, e em cada ponto é tangente à circunferência.
Passo 1 — a regra da mão direita. Aponte o polegar da mão direita no sentido da corrente (aqui, para cima). Os outros dedos, ao se curvarem, dão o sentido de : visto de cima, o campo circula no sentido anti-horário.
Passo 2 — o que a bússola faz. A agulha é um pequeno ímã: o norte dela aponta no sentido de local. Como é tangente ao círculo, cada agulha fica tangente à circunferência tracejada, todas girando no mesmo sentido de circulação.
Passo 3 — o que isso elimina. A figura mostra A, B e C sobre a mesma circunferência, equidistantes do fio. Então:
• as três agulhas têm de estar tangentes ao círculo (nenhuma apontando para o fio ou para fora dele);
• as três têm de circular no mesmo sentido;
• e esse sentido é o anti-horário visto de cima, pela regra da mão direita com a corrente subindo.
Só uma alternativa satisfaz as três condições ao mesmo tempo. As outras erram por: agulhas apontando radialmente (para o fio ou para fora), sentidos misturados entre os três pontos, ou circulação invertida — que seria a resposta se a corrente descesse.
O detalhe do "equidistantes", que não é enfeite: a intensidade do campo cai com a distância,
então em pontos a distâncias diferentes as agulhas sofreriam forças de intensidades diferentes — mas a direção seria igualmente tangente. O enunciado põe os três equidistantes para deixar claro que a única diferença entre eles é a posição angular, não a intensidade.
Por que esse experimento é histórico. Oersted descobriu isso por acaso em 1820, numa aula: a agulha da bússola girou quando ele ligou a corrente. Foi a primeira prova de que eletricidade e magnetismo são a mesma coisa — e o fato de a agulha ficar perpendicular ao fio, e não apontando para ele, foi o que mais o surpreendeu, porque toda força conhecida até então era central.
A ideia em uma frase: o campo de um fio dá voltas em torno dele — polegar na corrente, dedos no campo.
Resposta: alternativa D.
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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