UEM 2013 (Verão) — questão 38 de Física

Gabarito 11Magnetismo — lei de Faraday com fluxo definido por partes: corrente, potência, sentido e energia dissipadaVestibular de Verão · Conhecimentos Gerais (somatória)

Enunciado da questão 38 de Física do UEM 2013 (Verão) — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

O fluxo magnético que passa através de uma bobina constituída por uma única espira varia com o tempo, de acordo com a seguinte função:

$\phi(t) = 20t,\ \text{para}\ 0 \le t \le 0{,}5$

$\phi(t) = 10,\ \text{para}\ 0{,}5 < t < 1{,}5$

$\phi(t) = 40 - 20t,\ \text{para}\ 1{,}5 \le t \le 2{,}0$

em que ϕ é dado em Weber (Wb) e t em segundos (s). A bobina constitui um circuito fechado e sua resistência interna é de 20 Ω. Assinale o que for correto.

(01) No intervalo de tempo de 0,0 s a 0,5 s, a intensidade da corrente elétrica na bobina é de 1,0 A.

(02) Em um dado instante, no intervalo de tempo entre 1,5 s e 2,0 s, a potência dissipada na bobina é de 20 W.

(04) Durante todo o intervalo de tempo entre 0,0 s e 2,0 s, a corrente elétrica percorre a bobina sempre no mesmo sentido.

(08) Durante o intervalo de tempo entre 0,0 s a 2,0 s, a energia total dissipada foi de 20 J.

(16) A corrente elétrica na bobina apresenta sua intensidade máxima para o intervalo de tempo entre 0,5 s e 1,5 s.

(Enunciado: Vestibular UEM 2013 (Verão) — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: aplicar a lei de Faraday, $\varepsilon = -\Delta\phi/\Delta t$ , em cada trecho do fluxo.

Passo 1 — fem e corrente em cada intervalo (R = 20 Ω):

• de 0 a 0,5 s: o fluxo cresce 20 Wb/s, então $|\varepsilon| = 20$ V e $i = 20/20 = 1{,}0$ A;

• de 0,5 s a 1,5 s: fluxo constante, $\varepsilon = 0$ e $i = 0$ ;

• de 1,5 s a 2,0 s: o fluxo decresce 20 Wb/s, $|\varepsilon| = 20$ V e $i = 1{,}0$ A, mas no sentido oposto ao do primeiro trecho.

(01) Verdadeira. i = 1,0 A.

(02) Verdadeira.

$P = R\,i^2 = 20 \times 1{,}0^2 = 20\ \text{W}$

(04) Falsa. No primeiro trecho o fluxo aumenta; no último, diminui. Pela lei de Lenz, as correntes induzidas têm sentidos opostos (e entre 0,5 s e 1,5 s nem há corrente).

(08) Verdadeira. Só há dissipação nos dois trechos de 0,5 s, a 20 W:

$E = 20 \times 0{,}5 + 0 + 20 \times 0{,}5$

$E = 20\ \text{J}$

(16) Falsa. Entre 0,5 s e 1,5 s o fluxo é constante (10 Wb), e a corrente é nula: é o mínimo, não o máximo.

⚠️ A armadilha: a (16), olhar o valor do fluxo em vez da sua variação. O fluxo é grande nesse trecho, mas parado; corrente induzida só existe quando o fluxo muda.

A ideia em uma frase: a fem induzida é a taxa de variação do fluxo: fluxo constante, por maior que seja, não induz nada.

Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).

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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

UEM 2013 (Verão) — questão 38 de Física

Enunciado em texto

Resolução comentada

Vídeo em breve

Outras questões de Física do UEM 2013 (Verão)