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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 19 (Física) do ITA 2012

Física · Física: Campo magnético: ímãs e correntes

Texto-base das questões 01 a 20 · Física

Aceleração da gravidade g = 10\text{ m/s}^2; 1\text{ atm} = 10^5\text{ Pa}; Massa específica do ferro \rho = 7{,}8\text{ g/cm}^3. Raio da Terra R = 6400\text{ km}. Permeabilidade magnética do vácuo \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ N/A}^2.

Assinale em qual das situações descritas nas opções abaixo as linhas de campo magnético formam circunferências no espaço.

  1. A
    Na região externa de um toroide.
  2. B
    Na região interna de um solenoide.
  3. C
    Próximo a um íma com formato esférico.
  4. D
    Ao redor de um fio retilíneo percorrido por corrente elétrica.
  5. E
    Na região interna de uma espira circular percorrida por corrente elétrica.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

As linhas de campo magnético são sempre fechadas, mas só formam circunferências quando a simetria da fonte obriga o campo a ser tangente a círculos centrados em um eixo.

Vamos testar cada situação:

  1. Fio retilíneo longo com corrente: pela lei de Ampère, o campo tem módulo constante em cada círculo de raio r em torno do fio e é tangente a ele: B=\dfrac{\mu_0 i}{2\pi r}. As linhas são circunferências concêntricas, em planos perpendiculares ao fio.

  2. Toroide, parte externa: o campo é praticamente nulo, então não há linhas a considerar. As linhas circulares existem apenas dentro do toroide.

  3. Solenoide, parte interna: o campo é uniforme e paralelo ao eixo, ou seja, linhas retas e não circulares.

  4. Ímã esférico: o campo é de dipolo, com linhas que saem de um polo e entram no outro. Têm forma de laços alongados, não de circunferências.

  5. Interior de uma espira circular: perto do centro, as linhas são aproximadamente retas e perpendiculares ao plano da espira.

Só o fio retilíneo satisfaz a condição.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa A engana quem lembra que o toroide tem linhas circulares, mas elas ficam no interior, não na região externa.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Afora do toroide o campo é praticamente nulo; as linhas circulares ficam no interior.
  • Bdentro do solenoide o campo é uniforme e axial, com linhas retas.
  • Co ímã esférico gera campo de dipolo, com linhas em laços não circulares.
  • Eno interior da espira as linhas são aproximadamente retas, perpendiculares ao plano da espira.

Assunto: Campo magnético: ímãs e correntes.

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Fonte: ITA 2012 · Física. Prova oficial ↗