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Questão 87 (CFS 1) da EEAR 2024

CFS 1 · Física: Indução eletromagnética e transformadores

– Duas bobinas, A e B, são feitas com fios de material condutor e estão representadas na figura a seguir. O circuito em que está a bobina A está em curto, enquanto a bobina B não está em um circuito fechado. Cada bobina é exposta a uma grande variação de fluxo magnético devido a um ímã (onde N significa polo norte e S polo sul) que foi abandonado ao iniciar um movimento pendular próximo o suficiente da parte superior da bobina. Os dois ímãs são idênticos e uma montagem não interfere na outra.

Esquema mostrando dois pêndulos simples com ímãs em suas extremidades inferiores (polos N e S indicados). Abaixo de cada pêndulo há uma bobina condutora: a bobina A possui seus terminais curto-circuitados e a bobina B possui seus terminais em aberto.

É correto afirmar que _____ corrente induzida na bobina _____ que _______ o módulo da velocidade tangencial do ímã.

Assinale a alternativa que completa corretamente e respectivamente a frase anterior.

  1. A
    há ; B ; diminua
  2. B
    há ; A ; não altere
  3. C
    não há ; A ; altere
  4. D
    não há ; B ; altere
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Resolução comentada

Pela lei de Faraday-Lenz, a variação do fluxo magnético numa espira induz uma força eletromotriz. Mas só circula corrente se o circuito for fechado.

A bobina A está em curto, ou seja, forma um circuito fechado. A variação de fluxo causada pelo ímã gera uma fem e, portanto, uma corrente induzida. Pela lei de Lenz, essa corrente cria um campo que se opõe ao movimento do ímã, exercendo sobre ele uma força de freio magnético.

A bobina B tem os terminais abertos. Surge fem entre eles, mas não há caminho para a corrente, então não há corrente induzida em B. Sem corrente, não há campo induzido nem força sobre o ímã, e o pêndulo B não sofre freio.

Assim, a corrente existe na bobina A. Essa corrente induzida gera uma força contrária ao movimento do ímã, que realiza trabalho negativo sobre ele. Por isso o módulo da velocidade tangencial do ímã se altera (diminui em relação ao que teria sem a bobina).

A frase fica: "há corrente induzida na bobina A que altere o módulo da velocidade tangencial do ímã".

Entre as opções, só a C tem a bobina A e o verbo "altere", mas ela diz "não há". Releia a frase: "É correto afirmar que ___ corrente induzida na bobina ___ que ___ o módulo...". A forma negativa também é possível: "não há corrente induzida na bobina B que altere o módulo da velocidade". Isso é verdadeiro, pois B não tem corrente e não interfere no movimento do ímã. É a única opção em que as três lacunas formam uma afirmação verdadeira.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa A engana quem confunde fem induzida com corrente induzida: B tem fem, mas sem circuito fechado não há corrente.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADiz que há corrente em B, mas B está com os terminais abertos, sem circuito fechado.
  • BDiz que a corrente em A não altera a velocidade, mas pela lei de Lenz ela freia o ímã.
  • CDiz que não há corrente em A, mas A está em curto e tem corrente induzida.

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Fonte: EEAR 2024 · CFS 1. Prova oficial ↗