ITA 2008 — questão 11 de Física
Enunciado em texto
A figura mostra um circuito formado por uma barra fixa FGHJ e uma barra móvel MN, imerso num campo magnético perpendicular ao plano desse circuito. Considerando desprezível o atrito entre as barras e também que o circuito seja alimentado por um gerador de corrente constante I, o que deve acontecer com a barra móvel MN?
[Figura: toda a região está coberta por símbolos ⊙ (campo saindo do plano do papel). A barra fixa tem a forma de um "C" aberto para a direita: um trilho horizontal em cima, de G até F; um lado vertical à esquerda, de G até H; e um trilho horizontal embaixo, de H até J. No lado GH está o gerador de corrente, um círculo com a letra I e uma seta apontando para cima (de H para G). A barra móvel MN é vertical, apoiada sobre os dois trilhos, mais à direita, e passa um pouco acima do trilho de cima (M) e um pouco abaixo do de baixo (N).]
A) Permanece no mesmo lugar.
B) Move-se para a direita com velocidade constante.
C) Move-se para a esquerda com velocidade constante.
D) Move-se para a direita com aceleração constante.
E) Move-se para a esquerda com aceleração constante.
(Enunciado e figura: Vestibular ITA 2008, prova de Física — ITA.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Resolução comentada
O que a questão pede: como a barra móvel se movimenta.
Passo 1 — o caminho da corrente. A seta do gerador mostra a corrente subindo no lado GH. Ela segue pelo trilho de cima, de G para a direita até a barra MN, desce pela barra MN e volta pelo trilho de baixo até H. Na barra móvel, portanto, a corrente vai de cima para baixo.
Passo 2 — a força na barra. No trecho da barra entre os trilhos (comprimento ℓ), a força magnética é , de módulo:
Sentido: para baixo, saindo do papel. Pela regra da mão direita espalmada, a força aponta para a esquerda. Em vetores: .
Passo 3 — a força é constante. O gerador é de corrente constante: I não muda, mesmo que a barra se mexa e apareça uma fem induzida. B é uniforme, e o comprimento ℓ entre os trilhos não muda. Logo F é constante e, sem atrito, ela é a resultante:
A barra parte para a esquerda com aceleração constante.
Por que não as outras: A ignoraria uma força resultante não nula; B e D erram o sentido da força; C exigiria resultante nula (velocidade constante), o que não acontece com corrente fixa.
⚠️ A armadilha: lembrar do problema clássico com bateria (fonte de tensão), em que a fem induzida pelo movimento reduz a corrente até a barra atingir velocidade constante, e marcar a C. Aqui a fonte é de corrente: a fem induzida não altera I, e a força não diminui.
A ideia em uma frase: com corrente fixa, campo uniforme e barra de comprimento fixo, a força magnética é constante, e a aceleração também.
Resposta: alternativa E (move-se para a esquerda com aceleração constante).
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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