Questão 42 da FUVEST 2024

Question

Considere os textos a seguir sobre o campo magnético terrestre, essencial para a manutenção da vida no planeta:

“O campo magnético é o resultado do movimento do ferro líquido que envolve o núcleo interno do planeta, formado de ferro sólido. Ao girar a uma velocidade maior que aquela da superfície, o ferro líquido produz um campo magnético com dois polos magnéticos opostos, próximos aos polos Norte e Sul geográficos.”⁽¹⁾

“O campo magnético do planeta, porém, não é estável e vem enfraquecendo continuamente desde pelo menos 1832, quando o físico e matemático alemão Carl Friedrich Gauss aferiu pela primeira vez sua intensidade. De lá para cá, medições mais frequentes e precisas confirmam que a intensidade diminui à taxa de 17 nanoteslas (nT) por ano – o campo tem 66 mil nT nos polos e 22 mil nT sobre uma faixa do hemisfério Sul que vai da África à América do Sul.”⁽²⁾

Mapa-múndi mostrando a distribuição global da intensidade do campo magnético terrestre com escala de cores em nanoteslas, variando de 20.000 (azul) a 60.000 (vermelho-escuro).

Fontes:
(1) O norte da questão, Revista Pesquisa FAPESP, junho de 2018. Adaptado.
(2) Uma falha no campo magnético da Terra passeia sobre o Brasil, Revista Pesquisa FAPESP, maio de 2021.

Com base nos textos e na figura apresentados e nos seus conhecimentos, é correto afirmar que:

A
A variação da intensidade do campo magnético terrestre ao longo da linha do Equador é menor do que 10^{-6}\text{ T}.
B
O campo magnético terrestre é constante em módulo ao longo do meridiano de Greenwich.
C
O campo magnético terrestre é uniforme e esférico, tal como o campo gerado por um dipolo magnético.
D
Embora atualmente o campo magnético terrestre tenha intensidade maior nas regiões dos polos, esta é consideravelmente menor na região do Brasil e adjacências.
E
A geração do campo magnético é naturalmente explicada por uma distribuição estática de cargas no núcleo interno do planeta.

Answer 1

Questão 42 da FUVEST 2024

1ª fase

Considere os textos a seguir sobre o campo magnético terrestre, essencial para a manutenção da vida no planeta:

“O campo magnético é o resultado do movimento do ferro líquido que envolve o núcleo interno do planeta, formado de ferro sólido. Ao girar a uma velocidade maior que aquela da superfície, o ferro líquido produz um campo magnético com dois polos magnéticos opostos, próximos aos polos Norte e Sul geográficos.”⁽¹⁾

“O campo magnético do planeta, porém, não é estável e vem enfraquecendo continuamente desde pelo menos 1832, quando o físico e matemático alemão Carl Friedrich Gauss aferiu pela primeira vez sua intensidade. De lá para cá, medições mais frequentes e precisas confirmam que a intensidade diminui à taxa de 17 nanoteslas (nT) por ano – o campo tem 66 mil nT nos polos e 22 mil nT sobre uma faixa do hemisfério Sul que vai da África à América do Sul.”⁽²⁾

Mapa-múndi mostrando a distribuição global da intensidade do campo magnético terrestre com escala de cores em nanoteslas, variando de 20.000 (azul) a 60.000 (vermelho-escuro).

Fontes:
(1) O norte da questão, Revista Pesquisa FAPESP, junho de 2018. Adaptado.
(2) Uma falha no campo magnético da Terra passeia sobre o Brasil, Revista Pesquisa FAPESP, maio de 2021.

Com base nos textos e na figura apresentados e nos seus conhecimentos, é correto afirmar que:

A
A variação da intensidade do campo magnético terrestre ao longo da linha do Equador é menor do que 10^{-6}\text{ T}.
B
O campo magnético terrestre é constante em módulo ao longo do meridiano de Greenwich.
C
O campo magnético terrestre é uniforme e esférico, tal como o campo gerado por um dipolo magnético.
D
Embora atualmente o campo magnético terrestre tenha intensidade maior nas regiões dos polos, esta é consideravelmente menor na região do Brasil e adjacências.
E
A geração do campo magnético é naturalmente explicada por uma distribuição estática de cargas no núcleo interno do planeta.

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Resolução comentada

Vamos testar cada afirmação com o texto e o mapa, lembrando que 1\ \text{nT} = 10^{-9}\ \text{T}.

(A) Ao longo do Equador, o mapa vai de cerca de 22 000 nT (região do Atlântico Sul, entre América do Sul e África) até cerca de 40 000 nT ou mais. A variação é de aproximadamente 18\,000\ \text{nT} = 1{,}8\times10^{-5}\ \text{T}, maior que 10^{-6}\ \text{T}. Falsa.

(B) O meridiano de Greenwich vai do Ártico (campo forte, vermelho) até a Antártida, passando pela África Ocidental e pelo Atlântico Sul (azul-esverdeado). A cor muda bastante, então o módulo não é constante. Falsa.

(C) O campo real não é uniforme: o mapa mostra grandes variações de intensidade. Além disso, o campo de um dipolo não é uniforme e a Terra tem anomalias, como a do Atlântico Sul. Falsa.

(D) O texto diz que o campo tem 66 mil nT nos polos e 22 mil nT sobre a faixa do hemisfério Sul que vai da África à América do Sul. O mapa confirma: o Brasil está na região azul, com valores entre 20 000 e 30 000 nT, bem menores que os dos polos (vermelho). Verdadeira.

(E) Cargas estáticas não geram campo magnético; é preciso movimento de cargas (corrente). O próprio texto atribui o campo ao movimento do ferro líquido. Falsa.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

AA variação no Equador é de cerca de 18 000 nT, ou 1{,}8\times10^{-5} T, muito maior que 10^{-6} T.
BAo longo do meridiano de Greenwich a intensidade passa de valores altos no Ártico a baixos no Atlântico Sul, logo não é constante.
CO campo real não é uniforme, como mostram as variações e a anomalia no mapa, e o campo de um dipolo também não é uniforme.
ECargas estáticas não produzem campo magnético; é necessário movimento de cargas, como o do ferro líquido.

Assuntos: campo magnético terrestre, interpretação de mapa, origem do magnetismo.

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