PUC-RS 2015 — questão 9 de Física
Enunciado em texto
A figura a seguir mostra a posição inicial de uma espira retangular acoplada a um eixo de rotação, sob a ação de um campo magnético originado por ímãs permanentes, e percorrida por uma corrente elétrica. A circulação dessa corrente determina o aparecimento de um par de forças na espira, que tende a movimentá-la.
[Figura em perspectiva: dois ímãs com a face “Frente” voltada para o observador, o polo N à esquerda e o polo S à direita, com as faces polares uma de frente para a outra. Entre eles, uma espira retangular deitada na horizontal, com os lados maiores indo da frente para o fundo, paralelos às faces dos ímãs; um eixo de rotação tracejado passa pelo meio dela, também da frente para o fundo. Na frente, a espira se abre em dois terminais: pelo terminal da esquerda a corrente i sai da espira em direção ao observador; pelo da direita a corrente i entra na espira, em direção ao fundo.]
Em relação aos fenômenos físicos observados pela interação dos campos magnéticos originados pelos ímãs e pela corrente elétrica, é correto afirmar que
(A) o vetor indução magnética sobre a espira está orientado do polo S para o polo N.
(B) o vetor indução magnética muda o sentido da orientação enquanto a espira se move.
(C) a espira, percorrida pela corrente i, tende a mover-se no sentido horário quando vista de frente.
(D) a força magnética que atua no lado da espira próximo ao polo N tem orientação vertical para baixo.
(E) a força magnética que atua no lado da espira próximo ao polo S tem orientação vertical para cima.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2015 (Verão) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: o sentido do campo dos ímãs, o sentido das forças nos lados da espira e o giro que elas produzem.
Passo 1 — o campo. Fora do ímã, as linhas de campo saem do polo N e entram no polo S. Entre os ímãs, o campo é horizontal, da esquerda (N) para a direita (S), e não muda enquanto a espira gira (os ímãs são fixos). Isso já derruba (A) e (B).
Passo 2 — o caminho da corrente. Ela entra pelo terminal da direita, percorre o lado próximo ao S da frente para o fundo, atravessa o lado de trás e volta pelo lado próximo ao N do fundo para a frente, saindo pelo terminal da esquerda.
Passo 3 — as forças (regra da mão direita, ).
• Lado perto do N: corrente vindo para a frente, campo para a direita → força para cima.
• Lado perto do S: corrente indo para o fundo, campo para a direita → força para baixo.
Isso derruba (D) e (E), que trocam os sentidos.
Passo 4 — o giro. Olhando de frente: o lado da esquerda sobe e o da direita desce. É o giro do ponteiro do relógio: sentido horário.
⚠️ A armadilha: inverter o sentido do campo (de S para N, como na alternativa A). Do lado de fora do ímã, o campo vai sempre do N para o S.
A ideia em uma frase: correntes opostas nos dois lados da espira, num campo uniforme, levam forças opostas, e esse binário faz a espira girar: é o princípio do motor elétrico.
Resposta: alternativa C (sentido horário, vista de frente).
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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