FAMERP 2015 — questão 40 de Física
Enunciado em texto
A figura mostra um solenoide colocado sobre uma superfície horizontal, ligado a uma bateria, e visto de cima para baixo.
[Figura: vista de cima de um cilindro deitado na horizontal (eixo marcado por uma linha tracejada, da esquerda para a direita), envolto por um fio enrolado em 7 espiras. Abaixo do cilindro, na figura, há uma bateria com o polo + à esquerda e o polo − à direita. Do polo + sai um fio que sobe até a extremidade esquerda do enrolamento; do polo −, um fio que sobe até a extremidade direita. Os trechos visíveis de cada espira passam por cima do cilindro, indo da borda mais próxima da bateria (embaixo, na figura) até a borda oposta (em cima, na figura), levemente inclinados para a direita; o fio dá a volta por baixo do cilindro e reaparece na borda de baixo, um pouco mais à direita, para começar a espira seguinte.]
O campo magnético gerado por esse solenoide será semelhante ao de um ímã em forma de barra, também sobre uma superfície horizontal e visto de cima para baixo, corretamente representado por
(A) [Figura: ímã em barra na vertical, com o polo N em cima e o polo S embaixo.]
(B) [Figura: ímã em barra na horizontal, com o polo S à esquerda e o polo N à direita.]
(C) [Figura: ímã em barra na horizontal, com o polo N à esquerda e o polo S à direita.]
(D) [Figura: ímã em barra na vertical, com o polo S em cima e o polo N embaixo.]
(E) [Figura: ímã em barra inclinado a 45°, com o polo S embaixo, à esquerda, e o polo N em cima, à direita.]
(Enunciado e figura: Vestibular FAMERP 2015, Prova I — Conhecimentos Gerais — Famerp/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto (Famerp) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: onde ficam os polos norte e sul do solenoide, para escolher o ímã em barra equivalente.
Passo 1 — a direção do ímã. O campo de um solenoide é como o de um ímã em barra deitado ao longo do eixo do enrolamento. Aqui o eixo é horizontal na figura (esquerda–direita). Isso já elimina (A), (D) e (E), que mostram ímãs na vertical ou inclinados.
Passo 2 — o sentido da corrente. A corrente sai do polo + da bateria e entra no enrolamento pela extremidade esquerda. Como vemos o solenoide de cima, os trechos de fio que aparecem são os que passam por cima do cilindro. Neles, a corrente vai da borda do lado da bateria para a borda oposta (de baixo para cima, na figura); depois volta por baixo do cilindro, onde não a vemos, e assim vai avançando para a direita.
Passo 3 — regra da mão direita. Curve os dedos da mão direita no sentido em que a corrente gira nas espiras (por cima do cilindro, afastando-se da bateria; por baixo, voltando). O polegar aponta para a esquerda: é o sentido do campo dentro do solenoide. O campo sai do ímã pelo polo norte, então:
• extremidade esquerda: polo N;
• extremidade direita: polo S.
Conferindo pela “face do relógio”: olhando o solenoide pela ponta esquerda, de fora, a corrente nas espiras gira no sentido anti-horário. Face com corrente anti-horária é polo norte (o N lembra o anti-horário); face com corrente horária é polo sul. Confirma: N à esquerda.
⚠️ A armadilha: a alternativa B, que tem a direção certa mas os polos trocados. Ela sai de quem usa a mão esquerda, ou de quem lê os trechos visíveis como se fossem a parte de baixo das espiras. Lembre que a figura é vista de cima: o fio que aparece sobre o cilindro está em cima dele.
A ideia em uma frase: com a mão direita, os dedos seguem a corrente nas espiras e o polegar aponta para o polo norte do solenoide.
Resposta: alternativa C (ímã horizontal com N à esquerda e S à direita).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.