Em uma atividade de Física, uma turma investigou o funcionamento de um eletroímã aproximando-o de um sensor…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, uma turma investigou o funcionamento de um eletroímã aproximando-o de um sensor magnético. Para comparar os resultados, os estudantes mantiveram em 10 o número de espiras e alteraram apenas a corrente elétrica. As medições foram organizadas na tabela: corrente de 0,5 A — força magnética de 3 N; corrente de 1,0 A — força magnética de 6 N; corrente de 1,5 A — força magnética de 9 N; corrente de 2,0 A — força magnética de 12 N. As condições do experimento permaneceram constantes durante as medições. Com base nos dados do experimento, qual relação matemática entre a força magnética F e a corrente elétrica I é compatível com os resultados obtidos?
- A) F diminui à medida que I aumenta.
- B) F é diretamente proporcional a I.
- C) F cresce linearmente com I, mas começa de valor diferente de zero.
- D) F permanece constante para qualquer valor de I.
- E) F cresce com o quadrado do valor de I.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Observe os dados da tabela. Quando a corrente I vai de 0,5 A para 1,0 A, 1,5 A e 2,0 A, a força F vai de 3 N para 6 N, 9 N e 12 N.
- Calcule a razão F/I em cada medição: 3/0,5 = 6; 6/1,0 = 6; 9/1,5 = 6; 12/2,0 = 6. A razão é sempre 6 N/A, ou seja, F = 6 × I.
- Uma relação do tipo F = k × I, com k constante e diferente de zero, é a definição de proporcionalidade direta: dobrar a corrente dobra a força, e a reta passa pela origem (para I = 0, F = 0).
- Verifique as demais alternativas. A) está errada, pois a força aumenta quando a corrente aumenta. C) está errada, pois a força é zero quando não há corrente, e os dados de fato passam pela origem; a reta tem coeficiente linear nulo. D) está errada, pois a força muda de 3 N para 12 N. E) está errada, pois o quadrado de 0,5 é 0,25 e a força não cresce nessa proporção; por exemplo, de 1,0 A para 2,0 A o quadrado quadruplica, mas a força apenas dobra.
- Conclusão: a relação compatível com os resultados é a proporcionalidade direta entre F e I, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Identifique a relação entre F e I na equação dada.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter interpretado mal a tabela, lendo a sequência de valores de força em ordem inversa ou associando maior corrente a menor efeito, sem comparar os pares de dados.
Por que engana: Confundir a relação de proporcionalidade, achando que a força é inversamente proporcional à corrente.
Mantendo constante o número de espiras e as demais condições, a razão F/I permanece constante: 3/0,5 = 6/1,0 = 9/1,5 = 12/2,0 = 6. Portanto, quando a corrente dobra, a força também dobra, caracterizando uma relação de proporcionalidade direta, expressa por F = 6I para os dados apresentados.
O aluno pode ter achado que, por a relação ser linear, deveria existir um valor inicial de força não nulo, esquecendo que sem corrente não há campo magnético e, portanto, força nula.
O aluno pode ter pensado que, como as condições do experimento foram mantidas constantes, a força também deveria permanecer constante, confundindo a variável controlada (número de espiras) com a variável medida (força).
O aluno pode ter assumido que a força do eletroímã cresce com o quadrado da corrente por analogia a outras leis físicas, sem testar essa hipótese com os dados, que mostram crescimento constante de 3 N a cada 0,5 A.
Raio-X da questão
força magnética e corrente
avaliacao
proporcionalidade direta · força magnética
Revisar a relação entre força magnética, corrente e número de espiras em um eletroímã.
Confundir a relação de proporcionalidade, achando que a força é inversamente proporcional à corrente.
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cientifico
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