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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 53 da UFG 2004

Prova objetiva · Física: Campo magnético: ímãs e correntes

Oito imãs idênticos estão dispostos sobre uma mesa à mesma distância de um ponto O, tomado como origem, e orientados como mostra a figura.

Oito ímãs em barra dispostos simetricamente em torno da origem O de um plano cartesiano xy, com seus polos Norte (cinza) e Sul (branco) orientados a cada 45 graus.

Desprezando o efeito do campo magnético da Terra, o campo magnético resultante, em O, formará com o eixo x, no sentido anti-horário, um ângulo de

  1. A
    0^\circ
  2. B
    315^\circ
  3. C
    135^\circ
  4. D
    225^\circ
  5. E
    45^\circ
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Resolução comentada

Fora de um ímã, o campo magnético sai do polo norte e entra no polo sul. Portanto, em O, o campo aponta para longe do polo N próximo ou em direção ao polo S próximo.

Como os ímãs são idênticos, estão à mesma distância e têm seus eixos alinhados com O, cada um produz nesse ponto um campo de mesmo módulo B.

Nos eixos, os dois ímãs horizontais produzem campos para a direita, enquanto os dois verticais produzem campos para cima. Assim, a contribuição desses quatro ímãs tem componentes:

B_{x,\text{eixos}}=2B,\qquad B_{y,\text{eixos}}=2B.

Nas diagonais, os campos dos ímãs superior esquerdo e inferior direito se cancelam, pois têm sentidos opostos. Já os ímãs superior direito e inferior esquerdo produzem campos para baixo e para a esquerda. Juntos, contribuem com:

B_{x,\text{diagonais}}=B_{y,\text{diagonais}}=-2B\cos45^\circ=-\sqrt{2}B.

Somando as contribuições:

B_x=B_y=(2-\sqrt{2})B>0.

Logo, o campo resultante está no primeiro quadrante. Como suas componentes horizontal e vertical são iguais, ele forma 45^\circ com o semieixo positivo de x, no sentido anti-horário.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa D pode enganar quem inverte o sentido do campo externo, supondo que ele sai do polo sul e entra no norte.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADesconsidera a componente vertical positiva do campo resultante.
  • BColoca o campo no quarto quadrante, embora sua componente vertical seja positiva.
  • CColoca o campo no segundo quadrante, embora sua componente horizontal seja positiva.
  • DAponta no sentido oposto ao resultante, que tem ambas as componentes positivas.

Assunto: Campo magnético: ímãs e correntes.

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Ver como caiu na prova Questão 53 no caderno 1ª etapa da UFG 2004

Fonte: UFG 2004 · 1ª etapa. Prova oficial ↗