FCM-MG 2022 — questão 44 de Física
Enunciado em texto
Um fio reto, percorrido por uma corrente i, está posicionado tangente a uma espira que também possui uma mesma corrente i, conforme a figura abaixo. O fio e a espira estão no mesmo plano.
[Figura em perspectiva: a espira circular, num plano horizontal, aparece como uma elipse. O fio reto atravessa a figura da esquerda (no alto) para a direita (embaixo), encostando na espira pelo lado da frente; junto ao fio, uma seta indica a corrente i apontando para a esquerda (para o alto, ao longo do fio). Da parte de trás da espira, perto da direita, saem dois terminais paralelos para o alto e para a direita; uma seta junto ao terminal que se liga ao lado de trás da espira indica a corrente i entrando na espira (seta para baixo e para a esquerda); o outro terminal sai da extremidade direita da espira.]
O campo magnético produzido pela corrente da espira tem o valor B no seu centro.
O campo magnético resultante X, devido às correntes do fio reto e da espira, no centro desta, será:
(A) X < B.
(B) X = 0.
(C) X = 2B.
(D) B < X < 2B.
(Enunciado e figura: Vestibular FCM-MG 2022 (1º semestre), Medicina — FCM-MG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais (FCM-MG).
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar o campo resultante no centro da espira com o campo B da espira sozinha.
Passo 1 — os módulos. Seja R o raio da espira. O fio é tangente, então está a uma distância R do centro:
Passo 2 — o sentido do campo da espira. Imagine a espira vista de cima. A corrente entra pelo terminal ligado ao lado de trás da espira e precisa dar a volta pelo lado esquerdo e pela frente até sair pelo terminal da direita: vista de cima, a corrente circula no sentido anti-horário. Pela regra da mão direita, o campo no centro aponta para cima (para fora do plano, em direção a quem olha de cima).
Passo 3 — o sentido do campo do fio. O fio passa pela frente da espira, com a corrente para a esquerda. O centro da espira fica atrás do fio. Pela regra da mão direita (polegar no sentido da corrente, os dedos dão a volta no fio), o campo no ponto atrás do fio aponta para baixo.
Passo 4 — a resultante. Os dois campos são perpendiculares ao plano e têm sentidos opostos:
Logo X < B.
Por que não as outras: X = 0 exigiria campos iguais, mas o do fio é π vezes menor; X = 2B ou B < X < 2B exigiriam os dois campos no mesmo sentido (aí sairia cerca de 1,32B).
⚠️ A armadilha: somar os módulos sem olhar os sentidos, ou achar que o fio, por ter a mesma corrente, produz o mesmo campo que a espira. No centro, o fio produz só 1/π do campo da espira.
A ideia em uma frase: ache o sentido de cada campo pela regra da mão direita antes de somar: aqui eles se opõem e o do fio vale B/π.
Resposta: alternativa A (X < B).
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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