UFJF 2024 (PISM, Módulo III) — questão 1 de Física
Enunciado em texto
O campo magnético da Terra protege nosso planeta dos raios cósmicos, permitindo a existência de vida. Contudo, pesquisas recentes mostram a possibilidade de alteração na sua intensidade e mudança na sua orientação no espaço.
Em relação à origem mais provável do campo magnético da Terra, temos que ele é produzido
A) como resultado do movimento de translação da Terra em torno do Sol.
B) pelo movimento das cargas elétricas resultantes das colisões dos raios cósmicos com a atmosfera terrestre.
C) pelo movimento de cargas elétricas em sua superfície.
D) por um grande ímã permanente de ferro que há no centro da Terra.
E) por cargas elétricas em movimento em seu interior.
(Enunciado: PISM 2024 (UFJF), Módulo III, 2º dia — Universidade Federal de Juiz de Fora (COPESE).)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e à sua Coordenação Geral de Processos Seletivos (COPESE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a explicação mais aceita para a origem do campo magnético terrestre.
Passo 1 — campo magnético vem de cargas em movimento. Desde Ørsted e Ampère, sabe-se que correntes elétricas criam campo magnético. Mesmo nos ímãs permanentes, o campo vem do movimento e do spin dos elétrons nos átomos. A pergunta, então, é: onde estão as correntes que geram um campo do tamanho do planeta?
Passo 2 — o dínamo terrestre. O núcleo externo da Terra, entre cerca de 2.900 km e 5.100 km de profundidade, é uma camada líquida de ferro e níquel fundidos, que conduz eletricidade. Esse metal líquido se move em correntes de convecção (há calor saindo do núcleo interno), torcidas pela rotação da Terra. Metal condutor em movimento dentro de um campo magnético gera correntes elétricas, que reforçam o próprio campo: é o chamado efeito dínamo. São cargas elétricas em movimento no interior da Terra, a alternativa E.
Passo 3 — isso combina com o texto. Como o campo depende de um fluido em movimento, ele não é fixo: sua intensidade varia e sua orientação muda com o tempo. Os polos magnéticos migram, e as rochas registram inversões completas do campo ao longo da história geológica.
Por que não as outras: (A) a translação em torno do Sol não cria campo magnético, porque a Terra como um todo é praticamente neutra; mover um corpo neutro não gera corrente. (B) as partículas dos raios cósmicos e do vento solar são desviadas pelo campo terrestre (e produzem as auroras); elas são consequência da existência do campo, não sua causa, e as correntes que geram na alta atmosfera só provocam pequenas perturbações nele. (C) não há na superfície correntes de escala planetária capazes de produzir o campo. (D) a temperatura no núcleo passa de 4.000 °C, muito acima da temperatura de Curie do ferro (cerca de 770 °C), acima da qual o ferro perde a magnetização permanente; além disso, um ímã fixo não explicaria as inversões do campo.
⚠️ A armadilha: a alternativa D, a imagem clássica do “ímã de barra” dentro da Terra. Ela é só um modelo para desenhar as linhas de campo; o ferro do núcleo é quente demais para ser ímã permanente.
A ideia em uma frase: o campo magnético da Terra nasce de correntes elétricas no ferro líquido do núcleo externo, um dínamo natural; por isso ele muda de intensidade e de orientação.
Resposta: alternativa E (cargas elétricas em movimento no interior da Terra).
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.