UNITAU 2022 (verão) — questão 63 de Física

Enunciado em texto
Uma das teorias que justifica a presença do campo magnético terrestre é a do movimento da massa líquida presente no núcleo da Terra, cujo raio médio é de aproximadamente 4000km. Segundo esse modelo, o módulo do campo magnético terrestre pode ser calculado, de forma aproximada, usando o modelo de uma espira circular de corrente de raio R, segundo a equação . A magnitude do campo magnético médio na superfície terrestre é de, aproximadamente, T. Considere π=3. Sabendo que a permeabilidade magnética é , podemos estimar que a corrente elétrica no núcleo da Terra é da ordem de grandeza de
a) milhões de amperes
b) unidades de amperes
c) dezenas de amperes
d) centenas de amperes
e) milhares de amperes.
(Enunciado: Vestibular de Verão UNITAU 2022, Medicina — Universidade de Taubaté.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Taubaté (UNITAU).
Resolução comentada
O que a questão pede: uma estimativa da corrente que, circulando numa espira do tamanho do núcleo, produziria o campo magnético da Terra.
Passo 1 — isolar a corrente. O enunciado manda usar a fórmula do campo no centro de uma espira, com o raio do núcleo e o valor do campo na superfície (é uma estimativa grosseira, e a questão assume isso):
Passo 2 — os números no SI. R = 4 000 km = m, e com π = 3, T·m/A:
Passo 3 — a ordem de grandeza. São cerca de 300 milhões de ampères. A rigor, isso é a casa das centenas de milhões; entre as alternativas, a única nessa escala é “milhões de amperes”. As outras (unidades, dezenas, centenas, milhares) ficam muito abaixo.
⚠️ A armadilha: deixar o raio em quilômetros (R = 4 000): a corrente sai mil vezes menor, A, e o aluno acaba na alternativa E (milhares). Com em T·m/A, o raio tem de estar em metros.
A ideia em uma frase: para gerar um campo de dezenas de microteslas com uma espira de milhares de quilômetros, é preciso uma corrente gigantesca, de centenas de milhões de ampères.
Resposta: alternativa A (cerca de A).
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.