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Questão 84 (CFS 1) da EEAR 2021

CFS 1 · Física: Indução eletromagnética e transformadores

– A figura a seguir representa um tubo feito de vidro, um anel metálico feito de ouro e um ímã cilíndrico.

Esquema de um tubo vertical de vidro pelo qual cai um ímã cilíndrico com o polo norte voltado para baixo, atravessando um anel metálico. Setas curvas indicam o sentido horário e o sentido anti-horário de circulação no anel.

O ímã ao atravessar verticalmente todo o tubo com o polo norte voltado para baixo, provoca uma corrente elétrica induzida no anel. Na figura são indicados os sentidos horário e anti-horário possíveis para a corrente induzida.

De acordo com as Leis de Faraday e de Lenz, a corrente elétrica induzida que circula no anel é

  1. A
    sempre no sentido horário, durante toda a queda do ímã.
  2. B
    sempre no sentido anti-horário, durante toda a queda do ímã.
  3. C
    inicialmente no sentido horário enquanto o ímã se aproxima do anel e no sentido anti-horário quando ele se afasta.
  4. D
    inicialmente no sentido anti-horário enquanto o ímã se aproxima do anel e no sentido horário quando ele se afasta.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A Lei de Faraday diz que a variação do fluxo magnético pelo anel induz uma corrente. A Lei de Lenz diz que o sentido dessa corrente é o que se opõe à variação do fluxo.

O ímã cai com o polo norte para baixo. Vamos olhar o anel por cima, que é como a figura o mostra.

  1. Aproximação: o polo norte se aproxima, e as linhas de campo apontam para baixo através do anel. O fluxo para baixo aumenta. O anel reage criando um campo induzido para cima, para se opor a esse aumento. Pela regra da mão direita, um campo para cima, visto de cima, exige corrente no sentido anti-horário.

  2. Afastamento: o ímã já passou pelo anel e se afasta por baixo. O campo ainda aponta para baixo através do anel, mas o fluxo diminui. O anel reage tentando manter esse fluxo, criando um campo induzido para baixo. Visto de cima, isso exige corrente no sentido horário.

Portanto, a corrente muda de sentido: é anti-horária enquanto o ímã se aproxima e horária quando ele se afasta.

O vidro e o ouro não alteram o raciocínio. O vidro é isolante e o anel de ouro é condutor, então só nele circula corrente.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aignora que o fluxo primeiro aumenta e depois diminui, o que inverte o sentido da corrente.
  • Bvale só para a aproximação; ao se afastar o fluxo diminui e a corrente inverte.
  • Cinverte os sentidos: na aproximação do polo norte a corrente é anti-horária, não horária.

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Ver como caiu na prova Questão 84 no caderno CFS 1 da EEAR 2021

Fonte: EEAR 2021 · CFS 1. Prova oficial ↗