Questão 53 da UFG 2005

Question

Um ímã permanente realiza um movimento periódico para frente e para trás, ao longo do eixo de um solenóide, como mostra a figura abaixo.

Esquema ilustrando um ímã em barra com polos S e N posicionado ao longo do eixo pontilhado em frente a um solenoide. Abaixo do ímã, uma seta dupla horizontal indica movimento oscilatório de vai e vem. O solenoide está conectado em circuito fechado a um amperímetro.

Esse movimento produz

A
uma corrente induzida no fio que tem sentido anti-horário para um observador no ímã.
B
um fluxo estacionário de campo magnético através das espiras.
C
uma corrente contínua no fio que causa dissipação de energia por efeito Joule.
D
uma repulsão entre o solenóide e o ímã, quando eles se aproximam, e atração, quando eles se afastam.
E
uma força eletromotriz que independe da freqüência de oscilação do ímã.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 53 da UFG 2005

Prova objetiva · Física: Indução eletromagnética e transformadores

Um ímã permanente realiza um movimento periódico para frente e para trás, ao longo do eixo de um solenóide, como mostra a figura abaixo.

Esquema ilustrando um ímã em barra com polos S e N posicionado ao longo do eixo pontilhado em frente a um solenoide. Abaixo do ímã, uma seta dupla horizontal indica movimento oscilatório de vai e vem. O solenoide está conectado em circuito fechado a um amperímetro.

Esse movimento produz

A
uma corrente induzida no fio que tem sentido anti-horário para um observador no ímã.
B
um fluxo estacionário de campo magnético através das espiras.
C
uma corrente contínua no fio que causa dissipação de energia por efeito Joule.
D
uma repulsão entre o solenóide e o ímã, quando eles se aproximam, e atração, quando eles se afastam.
E
uma força eletromotriz que independe da freqüência de oscilação do ímã.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O ímã oscila, então o fluxo magnético através das espiras varia no tempo. Pela lei de Faraday, essa variação induz uma fem e, como o circuito está fechado com o amperímetro, surge uma corrente induzida.

A lei de Lenz diz que a corrente induzida cria um campo que se opõe à variação de fluxo. Por isso:

Quando o ímã se aproxima, o fluxo aumenta, e o solenóide reage criando um polo que repele o ímã (o lado voltado ao ímã fica com polo igual ao dele, N).
Quando o ímã se afasta, o fluxo diminui, e o solenóide reage criando um polo oposto, que atrai o ímã e tenta mantê-lo por perto.

Assim, há repulsão na aproximação e atração no afastamento, o que é a alternativa D.

Conferindo as demais: o fluxo não é estacionário, pois varia. A corrente não é contínua: inverte de sentido a cada meio período, sendo alternada. O sentido da corrente também alterna, então não é sempre anti-horário. E a fem é dada por \varepsilon = -\Delta\Phi/\Delta t, logo cresce com a frequência, pois o fluxo varia mais rápido.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

AO sentido da corrente se inverte a cada meio ciclo (aproximação/afastamento), não é sempre anti-horário.
BO fluxo varia com a posição do ímã; estacionário seria se ele estivesse parado.
CA corrente é alternada, não contínua; o efeito Joule existe, mas a corrente descrita está errada.
EA fem é proporcional à taxa de variação do fluxo, portanto depende da frequência.

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Questão 53 no caderno 1ª etapa da UFG 2005

Fonte: UFG 2005 · 1ª etapa. Prova oficial ↗