Durante uma atividade de Física em uma escola pública, estudantes analisaram o funcionamento de um atuador…
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
Durante uma atividade de Física em uma escola pública, estudantes analisaram o funcionamento de um atuador eletromagnético usado para movimentar uma pequena peça metálica. Em determinado instante, um trecho retilíneo de fio, com 0,40 m de comprimento, está imerso em um campo magnético uniforme de 0,50 T. Nesse trecho, circula uma corrente elétrica de 3,0 A, e o fio forma um ângulo de 30° com a direção do campo magnético. Despreze os efeitos das extremidades do fio e considere sen 30° = 0,50. Com base nas informações do texto, qual é o módulo da força magnética exercida sobre o trecho de fio nesse instante?
- A) 0,60 N
- B) 0,75 N
- C) 0,30 N
- D) 0,52 N
- E) 1,20 N
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a grandeza pedida. Trata-se da força magnética sobre um condutor retilíneo percorrido por corrente em campo magnético uniforme, dada por F = B · i · L · sen(θ), em que B é a intensidade do campo, i a corrente, L o comprimento do trecho e θ o ângulo entre o fio e o campo.
- Liste os dados do enunciado. B = 0,50 T; i = 3,0 A; L = 0,40 m; θ = 30°, com sen 30° = 0,50.
- Substitua na fórmula. F = 0,50 · 3,0 · 0,40 · 0,50.
- Calcule. 0,50 · 3,0 = 1,5; 1,5 · 0,40 = 0,60; 0,60 · 0,50 = 0,30. Logo, F = 0,30 N.
- Compare com as alternativas. A alternativa C (0,30 N) é a correta, o que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (0,60 N) esquece o fator sen 30°. B (0,75 N) usa o seno no lugar do comprimento do fio. D (0,52 N) usa o cosseno de 30° no lugar do seno. E (1,20 N) divide por sen 30° em vez de multiplicar.
💡 Dica: Use a fórmula da força magnética para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula B · i · L, obtendo 0,60 N, mas esquece de multiplicar pelo seno do ângulo, como se o fio estivesse perpendicular ao campo.
O aluno multiplica B · i pelo seno de 30° (0,50), trocando o comprimento de 0,40 m pelo valor do seno, o que resulta em 0,75 N.
Por que engana: O aluno pode confundir a aplicação da fórmula da força magnética, utilizando ângulo ou valores incorretos da corrente e do campo magnético.
A força magnética sobre um fio retilíneo percorrido por corrente é dada por F = B · I · L · sen θ. Substituindo os dados: F = 0,50 · 3,0 · 0,40 · 0,50 = 0,30 N.
O aluno usa cos 30° (aprox. 0,87) em vez de sen 30°, obtendo cerca de 0,52 N. Confunde a função trigonométrica que relaciona a componente da corrente perpendicular ao campo.
O aluno divide o produto B · i · L por sen 30° em vez de multiplicar, obtendo 0,60 / 0,50 = 1,20 N. Erra a operação ao aplicar a fórmula.
Raio-X da questão
força magnética em fio condutor
avaliacao
força magnética em fio condutor · cálculo de força
Revisar a fórmula da força magnética e suas variáveis.
O aluno pode confundir a aplicação da fórmula da força magnética, utilizando ângulo ou valores incorretos da corrente e do campo magnético.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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