UFRGS 2016 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
No esquema da figura abaixo, o fio F, horizontalmente suspenso e fixo nos pontos de suporte P, passa entre os polos de um ímã, em que o campo magnético é suposto horizontal e uniforme. O ímã, por sua vez, repousa sobre uma balança B, que registra seu peso.
[Figura: em perspectiva, uma base retangular com duas hastes verticais, uma em cada lado, cujos topos são os pontos de suporte P; o fio F vai, horizontal, de um P ao outro, da esquerda para a direita. No meio, um ímã em forma de U, de pé sobre o prato de uma balança B (com mostrador em g): o polo N fica na frente (do lado de quem olha) e o polo S atrás, e o fio passa entre eles. Embaixo, um circuito liga as pontas do fio, passando por uma chave C aberta e por uma bateria V, com o polo + à esquerda (do lado da chave C, ligado à ponta esquerda do fio) e o polo − à direita (ligado à ponta direita do fio).]
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Em dado instante, a chave C é fechada, e uma corrente elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical, ........, e o registro na balança ........ .
(A) para baixo – não se altera.
(B) para baixo – aumenta.
(C) para baixo – diminui.
(D) para cima – aumenta.
(E) para cima – diminui.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2016, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o sentido da força magnética no fio quando a corrente passa, e o que isso faz com a leitura da balança que pesa o ímã.
Passo 1 — o sentido da corrente no fio. A corrente sai do polo + da bateria, que está à esquerda: passa pela chave C, sobe pela haste da esquerda e percorre o fio F da esquerda para a direita, voltando ao polo − pela direita.
Passo 2 — o sentido do campo. Entre os polos, o campo vai do polo N (na frente) para o polo S (atrás): é horizontal e aponta para dentro da figura, afastando-se de quem olha.
Passo 3 — a força no fio. A força magnética num fio é , perpendicular ao fio e ao campo, portanto vertical. Pela regra da mão direita (dedos no sentido da corrente, para a direita, curvando-se para o sentido do campo, para dentro), o polegar aponta para cima.
Passo 4 — a balança. Pela 3ª lei de Newton, se o ímã empurra o fio para cima, o fio empurra o ímã para baixo com força de mesmo módulo. O fio está preso nos suportes e não se move, mas o ímã passa a apertar mais o prato: a leitura da balança aumenta.
Conferindo pela coerência das alternativas: força no fio para cima sempre vem com balança marcando mais, e para baixo, com balança marcando menos (são ação e reação). Por isso as alternativas A, B e E já nascem incoerentes; a dúvida real é entre C e D, e quem decide é o sentido da corrente e do campo.
⚠️ A armadilha: achar que a balança não percebe nada porque "a força é no fio, não no ímã" (alternativa A). A interação magnética é mútua: o par de reação da força no fio está aplicado no ímã.
A ideia em uma frase: a força que o ímã faz no fio tem reação no ímã; força no fio para cima, ímã empurrado para baixo, balança marcando mais.
Resposta: alternativa D (para cima – aumenta).
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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