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

Gabarito DMagnetismo — força magnética sobre um fio com correnteConcurso Vestibular · Inverno
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 9 de Física do PUC-RS 2015 (inverno)

Enunciado em texto

INSTRUÇÃO: Responder à questão 9 com base na informação e nas três situações a seguir apresentadas.

Um fio retilíneo F1F_1 muito longo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade constante i1\mathbf{i_1}. O condutor está disposto perpendicularmente ao plano π em três situações distintas:

Situação 1: Um nêutron se aproxima do fio 1 F1\mathbf{F_1} com velocidade crescente em relação ao fio.

[Figura: o fio F1F_1, vertical, atravessa o plano π, com a corrente i1i_1 para cima. Sobre o plano, um nêutron n com uma seta apontando na direção do fio.]

Situação 2: Um segundo condutor retilíneo F2\mathbf{F_2}, muito longo e percorrido por uma corrente elétrica constante i2\mathbf{i_2}, é disposto paralelamente ao fio 1 F1\mathbf{F_1}, ficando bem próximo dele.

[Figura: os fios F1F_1 e F2F_2, verticais e paralelos, atravessam o plano π; em F1F_1 a corrente i1i_1 sobe e em F2F_2 a corrente i2i_2 desce.]

Situação 3: Um ímã em formato de U é disposto no plano π, envolvendo o fio 1 F1\mathbf{F_1}.

[Figura: o fio F1F_1, com a corrente i1i_1 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 F1\mathbf{F_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 F1F_1 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: F=B i L sen θF = B\,i\,L\,\text{sen}\,\theta. A pergunta vira: em cada situação, existe um campo magnético externo sobre F1F_1?

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 F2F_2, com corrente, cria em volta de si um campo magnético circular, que em F1F_1 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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