PUC-SP 2017 — questão 15 de Física

Gabarito AMagnetismo — força magnética em fios flexíveisVestibular de Verão · Prova objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 15 de Física do PUC-SP 2017

Enunciado em texto

Para os exercícios de Física, adote os seguintes valores quando necessário:

Módulo da aceleração da gravidade (g) = 10m.s−210\text{m.s}^{-2}; 1 quilograma-força (kgf) = 10N; 1 cal = 4J; 1 c.v. = 740W; 1 tonelada = 10310^{3}kg; 1 atm = 1.105 N.m−21.10^{5}\ \text{N.m}^{-2}

Dois longos fios metálicos, retilíneos e flexíveis estão inicialmente dispostos conforme indica a Figura 1 e localizados numa região do espaço onde há a presença de um intenso campo magnético constante e perpendicular ao plano da folha. Quando os fios são percorridos por corrente elétrica de mesma intensidade constante, verificam-se as deformações indicadas na Figura 2.

[Figura 1 (“Fios sem corrente elétrica”): o Fio 1 é vertical, esticado entre um suporte em cima (ponto B) e outro embaixo (ponto A). O Fio 2 é horizontal, esticado entre um suporte à esquerda (ponto A) e outro à direita (ponto B). Figura 2 (“Fios percorridos por corrente elétrica”): o Fio 1 está curvado para a esquerda, e o Fio 2 está curvado para baixo.]

Para que isso seja possível, o sentido do campo magnético e da corrente elétrica em cada fio deve ser:

(A) Campo magnético entrando na folha (X) e sentido da corrente elétrica de A para B no fio 1 e sentido de B para A no fio 2.

(B) Campo magnético saindo da folha (•) e sentido da corrente elétrica de A para B no fio 1 e sentido de B para A no fio 2.

(C) Campo magnético entrando na folha (X) e sentido da corrente elétrica de B para A no fio 1 e sentido de B para A no fio 2.

(D) Campo magnético saindo na folha (•) e sentido da corrente elétrica de B para A nos fios 1 e 2.

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2017 — 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: a combinação de sentido do campo e das correntes que empurra o Fio 1 para a esquerda e o Fio 2 para baixo.

Passo 1 — a regra. A força num fio com corrente é F⃗=i L⃗×B⃗\vec F = i\,\vec L \times \vec B. Pela regra da mão direita (ou do tapa): dedos no sentido da corrente, dobrados para o sentido do campo, e o polegar dá a força. Com B perpendicular à folha, a força fica no plano da folha, perpendicular ao fio.

Passo 2 — testar a alternativa A (campo entrando).

• Fio 1, corrente de A para B: de baixo para cima. Corrente para cima com campo entrando na folha dá força para a esquerda. Confere.

• Fio 2, corrente de B para A: da direita para a esquerda. Corrente para a esquerda com campo entrando dá força para baixo. Confere.

Passo 3 — as outras falham.

• B: campo saindo, Fio 1 para cima → força para a direita. Errado.

• C: campo entrando, Fio 1 de B para A (para baixo) → força para a direita. Errado.

• D: campo saindo, Fio 1 para baixo → esquerda (certo), mas Fio 2 para a esquerda → força para cima. Errado.

Conferindo: invertendo o campo e todas as correntes ao mesmo tempo, as forças continuariam iguais; mas nenhuma alternativa faz isso, então a única combinação possível entre as dadas é a A.

⚠️ A armadilha: esquecer de verificar os dois fios. A alternativa D acerta o Fio 1 e erra o Fio 2.

A ideia em uma frase: F = i L × B: inverter a corrente ou o campo inverte a força; teste cada fio separadamente.

Resposta: alternativa A.

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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