PUC-RS 2015 (inverno) — questão 9 de Física

Enunciado em texto
INSTRUÇÃO: Responder à questão 9 com base na informação e nas três situações a seguir apresentadas.
Um fio retilíneo muito longo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade constante . O condutor está disposto perpendicularmente ao plano π em três situações distintas:
Situação 1: Um nêutron se aproxima do fio 1 com velocidade crescente em relação ao fio.
[Figura: o fio , vertical, atravessa o plano π, com a corrente para cima. Sobre o plano, um nêutron n com uma seta apontando na direção do fio.]
Situação 2: Um segundo condutor retilíneo , muito longo e percorrido por uma corrente elétrica constante , é disposto paralelamente ao fio 1 , ficando bem próximo dele.
[Figura: os fios e , verticais e paralelos, atravessam o plano π; em a corrente sobe e em a corrente desce.]
Situação 3: Um ímã em formato de U é disposto no plano π, envolvendo o fio 1 .
[Figura: o fio , com a corrente para cima, atravessa o plano π; deitado sobre o plano, um ímã em U com o polo N de um lado do fio e o polo S do outro.]
Em qual(ais) situação(ões) atua uma força de origem magnética no fio 1 ?
(A) Na 1, apenas.
(B) Na 2, apenas.
(C) Na 3, apenas.
(D) Na 2 e na 3, apenas.
(E) Na 1, na 2 e na 3.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2015 (Inverno) — 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: em quais situações o fio sofre força magnética.
Passo 1 — a regra. Um fio com corrente sofre força magnética quando está num campo magnético externo que não seja paralelo a ele: . A pergunta vira: em cada situação, existe um campo magnético externo sobre ?
Situação 1: o nêutron não tem carga elétrica. Andando, ele não forma corrente e não cria campo magnético apreciável sobre o fio. Sem força.
Situação 2: o fio , com corrente, cria em volta de si um campo magnético circular, que em é perpendicular ao fio. Há força: como as correntes têm sentidos opostos, os fios se repelem. Com força.
Situação 3: entre os polos do ímã em U há um campo de N para S, horizontal, perpendicular ao fio vertical. Com força.
⚠️ A armadilha: marcar a (E), achando que o nêutron, por estar se movendo, interage com o fio. Sem carga, ele não sente nem cria campo magnético desse jeito (o pequeno momento magnético do nêutron é desprezado no ensino médio).
A ideia em uma frase: fio com corrente sofre força magnética quando há outro campo magnético por perto, vindo de outra corrente ou de um ímã; partícula neutra não serve.
Resposta: alternativa D (na 2 e na 3, apenas).
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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