ITA 2011 — questão 18 de Física

Enunciado em texto
Uma bobina de 100 espiras, com seção transversal de área de 400 cm e resistência de 20 , está alinhada com seu plano perpendicular ao campo magnético da Terra, de T na linha do Equador. Quanta carga flui pela bobina enquanto ela é virada de em relação ao campo magnético?
A) C
B) C
C) C
D) C
E) 1,4 C
(Enunciado: Vestibular ITA 2011, 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: a carga total que circula na bobina quando ela dá meia-volta no campo.
Passo 1 — a variação do fluxo. Com o plano perpendicular ao campo, o fluxo em cada espira é máximo: . Depois de virar 180°, o campo atravessa a espira pelo outro lado: . A variação é:
(400 cm² = 400 × 10⁻⁴ m² = 4,0 × 10⁻² m².)
Passo 2 — da fem à carga. Pela lei de Faraday, a fem média é , e a corrente média é . A carga é corrente vezes tempo, e o se cancela:
A carga não depende da rapidez com que a bobina é girada.
Observação: o campo da Terra no Equador é, na realidade, da ordem de 3 × 10⁻⁵ T; a conta usa o valor dado no enunciado.
⚠️ A armadilha: achar que o fluxo vai de BA a zero e usar . A carga sairia pela metade, C: alternativa A. Numa meia-volta o fluxo inverte, e a variação é 2BA.
A ideia em uma frase: a carga induzida é NΔΦ/R e não depende do tempo; virar a bobina 180° inverte o fluxo, então ΔΦ = 2BA.
Resposta: alternativa B ( C).
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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