PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 45 da UFPR 2009

1ª fase · Física: Indução eletromagnética e transformadores

Considere um tubo de alumínio, no interior do qual se pode movimentar um ímã, como mostrado nas figuras dos itens da questão. Esse movimento produz correntes induzidas que circulam nas paredes do tubo, conforme indicado pelos anéis tracejados. Em um certo instante, o ímã ocupa a posição mostrada nas figuras e se desloca com velocidade V no sentido indicado pelas setas verticais. O lado preto do ímã representa o seu pólo Norte, e o lado branco o seu pólo Sul. Assinale a alternativa que mostra os sentidos corretos de circulação das correntes induzidas nos anéis tracejados acima e abaixo da posição instantânea do ímã.

Cinco tubos cilíndricos verticais com um ímã bipartido (metade superior branca/Sul e metade inferior preta/Norte) e dois anéis tracejados com setas indicando o sentido da corrente induzida acima e abaixo do ímã. Ao lado do ímã, uma seta vertical indica o sentido do seu movimento: no item a, o ímã move-se para cima, com a corrente superior para a esquerda e a inferior para a direita; no item b, o ímã move-se para baixo, com a corrente superior para a esquerda e a inferior para a direita; no item c, o ímã move-se para baixo, com a corrente superior para a direita e a inferior para a direita; no item d, o ímã move-se para baixo, com a corrente superior para a direita e a inferior para a esquerda; no item e, o ímã move-se para cima, com a corrente superior para a direita e a inferior para a direita.

As alternativas estão no enunciado, acima.

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
  5. E
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Resolução comentada

Use a lei de Lenz: a corrente induzida cria um campo que se opõe à variação do fluxo magnético. Para cada anel, vemos se o fluxo está aumentando ou diminuindo e em que sentido ele aponta.

  1. O ímã tem o Sul em cima e o Norte embaixo. As linhas de campo saem do Norte e entram no Sul. Portanto, tanto abaixo do ímã (perto do Norte) quanto acima dele (perto do Sul), o campo no eixo do tubo aponta para baixo.

  2. O ímã desce. O anel de baixo está sendo aproximado do Norte, então o fluxo para baixo aumenta. A corrente induzida cria um campo para cima, que se opõe a esse aumento. Pela regra da mão direita, campo para cima corresponde a corrente anti-horária vista de cima. Nas figuras, as setas estão na parte da frente dos anéis, e anti-horário visto de cima significa seta para a direita na frente.

  3. O anel de cima está sendo afastado do ímã, então o fluxo para baixo diminui. A corrente induzida cria campo para baixo, para compensar a perda. Isso corresponde a corrente horária vista de cima, ou seja, seta para a esquerda na frente.

Conclusão: com o ímã descendo, o anel superior circula para a esquerda e o inferior para a direita. Se o ímã subisse, os dois sentidos se inverteriam, o que descarta o item a. Essa combinação aparece no item b.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AMostra o ímã subindo com as mesmas correntes do item b; ao subir, os dois sentidos se inverteriam.
  • CPõe as duas correntes no mesmo sentido, mas os anéis acima e abaixo devem ter sentidos opostos (um fluxo aumenta, o outro diminui).
  • DInverte os sentidos de ambos os anéis em relação ao correto para o ímã descendo.
  • EMostra o ímã subindo e põe as duas correntes no mesmo sentido, o que é impossível.

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Fonte: UFPR 2009 · 1ª fase. Prova oficial ↗