Durante uma atividade de Física em uma escola pública brasileira, estudantes montaram um circuito formado por…
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 brasileira, estudantes montaram um circuito formado por uma barra condutora móvel que desliza sobre dois trilhos metálicos paralelos, mantendo contato elétrico com eles. O conjunto está imerso em um campo magnético uniforme de intensidade 0,60 T, perpendicular ao plano do circuito. A distância entre os trilhos é 0,20 m, e a barra é deslocada perpendicularmente a eles com velocidade constante de 3,0 m/s. Ao se mover, a barra aumenta a área delimitada pelo circuito, provocando variação do fluxo magnético. Para uma única espira, o módulo da força eletromotriz induzida pode ser calculado por e = B·L·v, em que B é o campo magnético, L é a distância entre os trilhos e v é a velocidade da barra. Com base no funcionamento do circuito descrito, qual é o módulo da força eletromotriz induzida na espira?
- A) 1,80 V
- B) 0,12 V
- C) 3,60 V
- D) 0,36 V
- E) 0,18 V
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. B = 0,60 T, L = 0,20 m (distância entre os trilhos) e v = 3,0 m/s (velocidade constante da barra perpendicular aos trilhos). Passo 2: Aplique a fórmula fornecida para a força eletromotriz induzida em uma espira: e = B·L·v. Passo 3: Substitua os valores: e = 0,60 · 0,20 · 3,0. Passo 4: Calcule primeiro 0,60 · 0,20 = 0,12 e depois 0,12 · 3,0 = 0,36. Logo, e = 0,36 V, que corresponde à alternativa D, em acordo com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (1,80 V) seria obtida se a distância entre os trilhos não fosse considerada; B (0,12 V) seria obtida se a velocidade não fosse multiplicada; C (3,60 V) resulta de um fator 2 indevido no produto; E (0,18 V) resulta de usar metade da distância entre os trilhos (0,10 m) no lugar de 0,20 m.
💡 Dica: Aplique a fórmula da força eletromotriz gerada pela indução.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplica apenas B e v (0,60 · 3,0 = 1,80) e esquece a distância L entre os trilhos, que é um fator da fórmula.
Por que engana: Confundir a fórmula da força eletromotriz, aplicando incorretamente os valores de área ou velocidade.
O aluno calcula apenas B·L (0,60 · 0,20 = 0,12) e deixa de multiplicar pela velocidade da barra, ignorando que a variação de área depende do deslocamento ao longo do tempo.
O aluno obtém o dobro do valor correto, possivelmente por aplicar um fator 2 indevido, como considerar dois trilhos ou duas espiras na fórmula de uma única espira.
A barra percorre uma distância de 3,0 m a cada segundo, aumentando a área do circuito à razão de L·v. Como o campo é perpendicular ao circuito, a variação do fluxo magnético por unidade de tempo resulta em ε = B·L·v. Portanto, ε = 0,60 · 0,20 · 3,0 = 0,36 V.
O aluno usa metade da distância entre os trilhos (0,10 m) em vez de 0,20 m, ou seja, troca o valor de L por L/2, o que reduz o resultado pela metade.
Raio-X da questão
indução eletromagnética
avaliacao
lei de Faraday · cálculo de força eletromotriz
Revisar a fórmula da força eletromotriz na indução eletromagnética.
Confundir a fórmula da força eletromotriz, aplicando incorretamente os valores de área ou velocidade.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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