UFRGS 2017 — questão 18 de Física
Enunciado em texto
O observador, representado na figura, observa um ímã que se movimenta em sua direção com velocidade constante. No instante representado, o ímã encontra-se entre duas espiras condutoras, 1 e 2, também mostradas na figura.
[Figura em perspectiva: uma reta (o eixo das espiras) vai do observador, embaixo à esquerda, até o alto à direita. Sobre ela estão, nesta ordem: a espira 1, mais perto do observador; um pequeno ímã em barra, com o polo N voltado para o observador e para a espira 1, e o polo S voltado para a espira 2; e a espira 2, mais longe. Uma seta junto ao ímã aponta para o observador.]
Examinando as espiras, o observador percebe que
(A) existem correntes elétricas induzidas no sentido horário em ambas espiras.
(B) existem correntes elétricas induzidas no sentido anti-horário em ambas espiras.
(C) existem correntes elétricas induzidas no sentido horário na espira 1 e anti-horário na espira 2.
(D) existem correntes elétricas induzidas no sentido anti-horário na espira 1 e horário na espira 2.
(E) existe apenas corrente elétrica induzida na espira 1, no sentido horário.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2017, 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 corrente induzida em cada espira, como o observador as vê.
Passo 1 — o campo do ímã sobre o eixo. As linhas de campo saem do polo N e entram no polo S. Do lado do N (espira 1), o campo aponta para longe do ímã, ou seja, para o observador. Do lado do S (espira 2), o campo aponta para dentro do ímã, ou seja, também para o observador. Nas duas espiras, o campo do ímã aponta para quem olha.
Passo 2 — espira 1 (o ímã se aproxima). O fluxo que aponta para o observador está aumentando. Pela lei de Lenz, a corrente induzida cria um campo que se opõe a esse aumento: um campo apontando para longe do observador. Pela regra da mão direita, uma corrente que cria campo apontando para longe de quem olha circula no sentido horário.
Passo 3 — espira 2 (o ímã se afasta). O fluxo que aponta para o observador está diminuindo. A corrente induzida tenta repor o que se perde: cria um campo para o observador, o que pede uma corrente no sentido anti-horário, visto por ele.
Conferindo pelos polos: a espira 1 “repele” o ímã que chega: cria um polo N voltado para o N do ímã. A espira 2 “segura” o ímã que vai embora: cria um polo N voltado para o S do ímã. Como as faces voltadas para o ímã ficam em lados opostos de cada espira, os sentidos vistos pelo observador saem opostos.
⚠️ A armadilha: achar que as duas correntes têm o mesmo sentido porque “é o mesmo ímã” (alternativas A ou B), ou que só há corrente na espira de que o ímã se aproxima (alternativa E). O afastamento também varia o fluxo e também induz corrente.
A ideia em uma frase: a corrente induzida se opõe à variação do fluxo: repele o ímã que chega e atrai o ímã que vai embora.
Resposta: alternativa C (horário na espira 1 e anti-horário na espira 2).
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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