PUC-SP 2007 — questão 28 de Física
Enunciado em texto
Sempre que necessário, utilize aceleração da gravidade:
O Eletromagnetismo estuda os fenômenos que surgem da interação entre campo elétrico e campo magnético. Hans Christian Oersted, em 1820, realizou uma experiência fundamental para o desenvolvimento do eletromagnetismo, na qual constatou que a agulha de uma bússola era defletida sob a ação de uma corrente elétrica percorrendo um fio condutor próximo à bússola. A figura abaixo representa as secções transversais de dois fios condutores A e B, retos, extensos e paralelos. Esses condutores são percorridos por uma corrente elétrica i cujo sentido está indicado na figura.
[Figura: em uma linha horizontal, o fio A à esquerda (corrente saindo do plano do papel, símbolo ⊙), o ponto P no meio e o fio B à direita (corrente entrando no plano do papel, símbolo ⊗); a distância de A a P é d e a de P a B também é d. Legenda: ⊗ = corrente elétrica entrando ortogonalmente ao plano do papel; ⊙ = corrente elétrica saindo ortogonalmente ao plano do papel.]
Uma pequena bússola é colocada no ponto P eqüidistante dos fios condutores. Desprezando os efeitos do campo magnético terrestre e considerando a indicação N para pólo norte e S para pólo sul, a alternativa que apresenta a melhor orientação da agulha da bússola é
(A) [Figura: agulha vertical, com S em cima e N embaixo.]
(B) [Figura: agulha horizontal, com S à esquerda e N à direita.]
(C) [Figura: agulha vertical, com N em cima e S embaixo.]
(D) [Figura: agulha inclinada, com N em cima à esquerda e S embaixo à direita.]
(E) [Figura: agulha horizontal, com N à esquerda e S à direita.]
(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2007 — PUC-SP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).
Resolução comentada
O que a questão pede: para onde aponta o polo norte da agulha em P, ou seja, a direção e o sentido do campo magnético resultante ali.
Passo 1 — a regra da mão direita. Polegar no sentido da corrente, os dedos curvados mostram o sentido das linhas de campo, que são circunferências em volta do fio. Corrente saindo do papel: linhas no sentido anti-horário. Corrente entrando: sentido horário.
Passo 2 — o campo do fio A em P. A corrente de A sai do papel (anti-horário). P está à direita de A; nesse ponto da circunferência, o sentido anti-horário aponta para cima (para o alto da página).
Passo 3 — o campo do fio B em P. A corrente de B entra no papel (horário). P está à esquerda de B; nesse ponto, o sentido horário também aponta para cima.
Passo 4 — o resultado. As correntes têm a mesma intensidade e P está à mesma distância d dos dois fios, então os dois campos têm o mesmo módulo e o mesmo sentido: somam-se, e o campo resultante aponta para cima. A agulha se alinha com o campo, e o polo norte aponta no sentido do campo: N em cima, S embaixo.
Por que não as outras: (A) é a agulha invertida (N no sentido oposto ao campo); (B), (D) e (E) teriam campo com componente horizontal, mas os dois campos em P são perpendiculares à linha que une os fios, isto é, verticais na figura.
⚠️ A armadilha: achar que, com correntes em sentidos opostos, os campos se cancelam no meio. É o contrário: com correntes opostas, os campos no ponto médio se somam; com correntes no mesmo sentido é que se anulariam.
A ideia em uma frase: no ponto entre dois fios com correntes opostas, os campos têm o mesmo sentido e se somam; o norte da bússola aponta no sentido do campo.
Resposta: alternativa C (N para cima, S para baixo).
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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