Questão 100 da EEAR 2013

Question

- Um condutor (AB) associado a uma resistência elétrica (R) e submetido a uma tensão (V), é percorrido por uma corrente elétrica e está imerso em um campo magnético uniforme produzido por imãs, cujos pólos norte (N) e sul (S) estão indicados na figura. Dentre as opções apresentadas na figura (\vec{\text{F}}_\text{a}, \vec{\text{F}}_\text{b}, \vec{\text{F}}_\text{c}\text{ e }\vec{\text{F}}_\text{d}), assinale a alternativa que indica a direção e o sentido correto da força magnética sobre o condutor.

Esquema mostrando um circuito elétrico com uma fonte de tensão V, um resistor R e um condutor AB vertical inclinado entre dois polos magnéticos: polo norte N à esquerda e polo sul S à direita. No ponto central do condutor AB estão indicados quatro vetores de força magnética: vetor Fa para cima ao longo do plano, vetor Fb para a direita, vetor Fc para baixo e vetor Fd para a esquerda.

A
\vec{\text{F}}_\text{a}
B
\vec{\text{F}}_\text{b}
C
\vec{\text{F}}_\text{c}
D
\vec{\text{F}}_\text{d}

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 100 da EEAR 2013

Exame de escolaridade · Física: Força magnética

- Um condutor (AB) associado a uma resistência elétrica (R) e submetido a uma tensão (V), é percorrido por uma corrente elétrica e está imerso em um campo magnético uniforme produzido por imãs, cujos pólos norte (N) e sul (S) estão indicados na figura. Dentre as opções apresentadas na figura (\vec{\text{F}}_\text{a}, \vec{\text{F}}_\text{b}, \vec{\text{F}}_\text{c}\text{ e }\vec{\text{F}}_\text{d}), assinale a alternativa que indica a direção e o sentido correto da força magnética sobre o condutor.

Esquema mostrando um circuito elétrico com uma fonte de tensão V, um resistor R e um condutor AB vertical inclinado entre dois polos magnéticos: polo norte N à esquerda e polo sul S à direita. No ponto central do condutor AB estão indicados quatro vetores de força magnética: vetor Fa para cima ao longo do plano, vetor Fb para a direita, vetor Fc para baixo e vetor Fd para a esquerda.

A
\vec{\text{F}}_\text{a}
B
\vec{\text{F}}_\text{b}
C
\vec{\text{F}}_\text{c}
D
\vec{\text{F}}_\text{d}

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Resolução comentada

A força magnética sobre um fio percorrido por corrente é dada por

\vec F=i\,\vec L\times\vec B,

em que \vec L aponta no sentido da corrente convencional. Por isso, precisamos identificar tanto a corrente quanto o campo magnético.

Na fonte, o traço mais comprido representa o polo positivo: ele é o traço inferior. A corrente convencional sai desse polo, percorre o fio externo até B, atravessa o condutor de B para A e retorna ao polo negativo passando pelo resistor R.

Entre os ímãs, o campo magnético aponta do polo norte para o sul, portanto, da esquerda para a direita.

Agora aplique a regra da mão direita ao produto vetorial: indicador no sentido da corrente e dedo médio no sentido do campo; o polegar indica a força. Observe a perspectiva: o trecho de B para A vem do fundo para a frente, não representa simplesmente uma direção para baixo no papel.

Com essas orientações, a força aponta verticalmente para cima, no sentido de \vec F_a.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa C engana quem inverte a corrente convencional ao identificar incorretamente os polos da fonte.

Por que as outras alternativas estão erradas

BIndica uma força paralela ao campo magnético, mas a força magnética deve ser perpendicular a ele.
CInverte o sentido da força, como ocorreria se a corrente fosse considerada de A para B.
DIndica uma força antiparalela ao campo magnético, contrariando a perpendicularidade do produto vetorial.

Assunto: Força magnética.

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Fonte: EEAR 2013 · CFS. Prova oficial ↗