PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 61 (CFS 1) da EEAR 2027

CFS 1 · Física: Indução eletromagnética e transformadores

– Uma barra metálica condutora desliza sobre dois trilhos paralelos e condutores, completando um circuito retangular. A barra é puxada com velocidade constante de 6{,}0\text{ m/s}, sobre uma mesa horizontal onde atua um campo magnético uniforme e perpendicular ao plano do circuito, de módulo \text{B} = 0{,}20\text{ T}. A resistência total do circuito fechado é 6{,}0\ \Omega e o comprimento da barra é igual a 40\text{ cm}. Assinale a alternativa que apresenta o valor da força externa que faz com que a barra se movimente com velocidade constante, como mostra a figura a seguir.

Circuito condutor com trilhos paralelos separados por 40 cm, fechados à esquerda por um resistor R e à direita por uma barra metálica móvel puxada para a direita com velocidade V = 6 m/s, imerso em um campo magnético B = 0,20 T perpendicular e entrando no plano.

  1. A
    8{,}5 \cdot 10^{-6}\text{ N}
  2. B
    6{,}4 \cdot 10^{-3}\text{ N}
  3. C
    2{,}8 \cdot 10^{-2}\text{ N}
  4. D
    4{,}6 \cdot 10^{-2}\text{ N}
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Quando a barra se move no campo, surge uma força eletromotriz induzida (fem de movimento). Como a velocidade é constante, a força externa precisa equilibrar a força magnética que o campo exerce sobre a corrente induzida.

Dados em unidades do SI: B = 0{,}20\ \text{T}, v = 6{,}0\ \text{m/s}, L = 40\ \text{cm} = 0{,}40\ \text{m} e R = 6{,}0\ \Omega.

  1. Fem induzida:

    \varepsilon = B\,L\,v = 0{,}20 \cdot 0{,}40 \cdot 6{,}0 = 0{,}48\ \text{V}

  2. Corrente no circuito (lei de Ohm):

    i = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{0{,}48}{6{,}0} = 0{,}08\ \text{A}

  3. Força magnética sobre a barra (que se opõe ao movimento, pela lei de Lenz):

    F_m = B\,i\,L = 0{,}20 \cdot 0{,}08 \cdot 0{,}40 = 6{,}4 \cdot 10^{-3}\ \text{N}

  4. Com velocidade constante, a resultante é nula, então a força externa tem o mesmo módulo de F_m:

    F_{ext} = 6{,}4 \cdot 10^{-3}\ \text{N}

Conferindo por outra via: F = \dfrac{B^2L^2v}{R} = \dfrac{0{,}04 \cdot 0{,}16 \cdot 6}{6} = 6{,}4\cdot10^{-3}\ \text{N}.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem relação com a fórmula B^2L^2v/R; provavelmente de erro de potência de dez ou de unidades.
  • CNão corresponde a BiL; resulta de combinar mal os dados (por exemplo, usar o comprimento ou a corrente incorretos).
  • DTambém não resulta de B^2L^2v/R; vem de erro de conta ou de usar valores trocados.

Assuntos: Indução eletromagnética e transformadores, Força magnética.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 61 no caderno CFS 1 da EEAR 2027

Fonte: EEAR 2027 · CFS 1. Prova oficial ↗