Física1ª sérieBNCC EM13CNT107Fácil⏱ medio

Um fio retilíneo de comprimento L = 0,50 m conduz corrente I = 4,0 A e está imerso em campo magnético uniforme…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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

Um fio retilíneo de comprimento L = 0,50 m conduz corrente I = 4,0 A e está imerso em campo magnético uniforme B = 0,30 T. O fio forma ângulo ? = 30° com a direção de B. Calcule a magnitude da força magnética sobre o fio. Use F = I·L·B·sin? (SI).

A) F = 0 N; nenhuma força porque fio paralelo a B.
B) F = 0,52 N; direção perpendicular ao plano.
C) F = 0,30 N; força perpendicular ao plano formado por I e B (direção pela regra da mão direita).
D) F = 0,60 N; direção perpendicular ao plano.
E) F = 0,15 N; direção ao longo do fio.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados do enunciado: L = 0,50 m, I = 4,0 A, B = 0,30 T e ângulo de 30° entre o fio e o campo B. Passo 2: Aplique a fórmula F = I·L·B·sen(θ). Como θ = 30°, sen(30°) = 0,5. Passo 3: Calcule o produto: 4,0 × 0,50 = 2,0; 2,0 × 0,30 = 0,60; 0,60 × 0,5 = 0,30 N. Assim, a magnitude da força é 0,30 N. Passo 4: Quanto à direção, a força é perpendicular ao plano formado por I e B, com sentido dado pela regra da mão direita. Passo 5: Conclusão: a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A supõe ângulo de 0° (fio paralelo a B), mas o enunciado dá 30°; B usa cos(30°) no lugar de sen(30°), resultando em cerca de 0,52 N; D esquece o fator sen(θ), o que equivale a supor 90°; E aplica o seno duas vezes, obtendo 0,60 × 0,25 = 0,15 N, e ainda indica direção errada, pois a força é perpendicular ao fio e não ao longo dele.

💡 Dica: Aplique a fórmula da força magnética diretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

Confunde o ângulo de 30° com 0°, achando que o fio é paralelo ao campo e que sen(0°) = 0 anula a força. O enunciado indica 30°, portanto o fio não é paralelo a B.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Usa cos(30°) ≈ 0,866 em vez de sen(30°) = 0,5, obtendo 0,60 × 0,866 ≈ 0,52 N. Confunde a função trigonométrica que relaciona o ângulo à componente perpendicular de B.

Por que engana: O aluno pode confundir a direção da força magnética, aplicando a fórmula sem considerar corretamente o ângulo entre o fio e o campo magnético.

C Correta

Aplicando F = I·L·B·sin?: F = 4,0·0,50·0,30·sin30° = 4·0,5·0,3·0,5 = 0,30 N. A direção é dada pela regra da mão direita, perpendicular ao plano definido por I e B.

D Erradaerro: Procedimental

Esquece o fator sen(θ) e calcula apenas I·L·B = 0,60 N, como se o fio fosse perpendicular ao campo. Pensa que a força é sempre máxima, sem considerar o ângulo.

E Erradaerro: Procedimental

Aplica o seno duas vezes (sen²(30°) = 0,25), obtendo 0,60 × 0,25 = 0,15 N. Além disso, indica a direção ao longo do fio, quando a força é perpendicular ao fio e ao campo.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

força magnética em fio

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força magnética em fio · seno de ângulo

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força magnética e suas variáveis.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a direção da força magnética, aplicando a fórmula sem considerar corretamente o ângulo entre o fio e o campo magnético.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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