UFRGS 2019 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Um fio condutor está fixamente colocado na região entre os polos de um ímã. A figura abaixo representa um corte da região interior, que mostra o campo magnético uniforme (desprezando os efeitos de borda) e o fio entrando perpendicularmente no plano da página.
[Figura: polo N à esquerda e polo S à direita; entre eles, linhas de campo retas, horizontais e paralelas, orientadas de N para S. No centro, um pequeno círculo indica o fio, perpendicular à página.]
Em dado instante, uma corrente elétrica começa a fluir pelo fio, com sentido “para dentro da página”.
A alternativa que melhor representa a configuração final das linhas de campo magnético é
(A) [Linhas fechadas em torno do fio (⊗), girando no sentido anti-horário (setas para cima no lado direito); a região dessas linhas fechadas se estende para cima do fio. As linhas que vão de N a S se afastam acima do fio (região de campo fraco acima) e se concentram abaixo dele.]
(B) [Linhas fechadas em torno do fio (⊗), girando no sentido horário (setas para baixo no lado direito); a região dessas linhas fechadas se estende para baixo do fio. As linhas que vão de N a S se concentram acima do fio e se afastam abaixo dele (região de campo fraco abaixo).]
(C) [Linhas fechadas em torno do fio (⊗), alongadas na vertical, girando no sentido horário; à esquerda e à direita do fio, linhas que saem do polo N se curvam e voltam ao próprio N, e linhas que chegam ao S também se curvam de volta, com regiões de campo fraco à esquerda e à direita do fio; o desenho é simétrico em cima e embaixo.]
(D) [O mesmo desenho de (C), mas com as linhas fechadas em torno do fio girando no sentido anti-horário.]
(E) [Linhas fechadas em torno do fio (⊗), girando no sentido horário, numa região simétrica em cima e embaixo do fio; as linhas de N a S contornam essa região igualmente por cima e por baixo.]
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2019, 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: como fica o campo total quando o campo do fio se soma ao campo uniforme do ímã.
Passo 1 — o campo do fio. Regra da mão direita: polegar no sentido da corrente (para dentro da página), e os dedos curvados dão o sentido das linhas, que giram em sentido horário. Então:
• acima do fio, o campo do fio aponta para a direita, o mesmo sentido do campo do ímã (de N para S);
• abaixo do fio, o campo do fio aponta para a esquerda, contra o campo do ímã.
Passo 2 — a superposição. Acima do fio os dois campos se somam: campo mais intenso, linhas mais juntas. Abaixo do fio eles se subtraem: campo mais fraco, linhas mais afastadas, e há um ponto, logo abaixo do fio, em que o campo total se anula. As linhas fechadas em torno do fio ocupam a região entre o fio e esse ponto, ou seja, se estendem para baixo.
Passo 3 — comparar: linhas fechadas no sentido horário, concentração acima e campo fraco abaixo. É o desenho (B).
Por que não as outras: (A) gira no sentido anti-horário, que seria a corrente saindo da página, e por isso tem tudo invertido; (C) e (D) põem as regiões de campo fraco à esquerda e à direita do fio, mas lá o campo do fio é vertical e não pode anular o campo horizontal do ímã; (E) é simétrico em cima e embaixo, como se o campo do fio não somasse de um lado e subtraísse do outro.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, que é exatamente o desenho para a corrente no sentido oposto. Errar a mão direita, ou trocar o sentido horário pelo anti-horário, leva direto a ela.
A ideia em uma frase: o campo do fio reforça o do ímã de um lado e enfraquece do outro: com a corrente entrando na página, ele reforça em cima e enfraquece embaixo.
Resposta: alternativa B.
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.