Sobre trilhos paralelos separados por l = 0,50 m, uma barra condutora desliza a v = 2,0 m/s em campo magnético…
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
Sobre trilhos paralelos separados por l = 0,50 m, uma barra condutora desliza a v = 2,0 m/s em campo magnético B = 0,80 T (para dentro da página), completando circuito com resistência R = 5,0 O. Calcule a fem motriz e = Blv, a corrente I, a força magnética F sobre a barra e a potência mecânica fornecida P_mech. Compare P_mech com a potência elétrica P_el = e·I.
- A) I=0,50 A; e=1,6 V
- B) e=0,80 V; I=0,16 A; F=0,064 N; P_mech=P_el=0,128 W
- C) P_el=0,05 W; I=0,25 A
- D) e=0,40 V; I=0,08 A
- E) F=0,32 N; P_mech=0,256 W
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcular a fem induzida pela fórmula e = B·l·v. Substituindo: e = 0,80 × 0,50 × 2,0 = 0,80 V. Passo 2: Calcular a corrente pela lei de Ohm no circuito, I = e/R = 0,80/5,0 = 0,16 A. Passo 3: Calcular a força magnética sobre a barra percorrida por corrente, F = B·I·l = 0,80 × 0,16 × 0,50 = 0,064 N. Passo 4: Calcular a potência mecânica fornecida, que é a força vezes a velocidade: P_mech = F·v = 0,064 × 2,0 = 0,128 W. Passo 5: Calcular a potência elétrica, P_el = e·I = 0,80 × 0,16 = 0,128 W. Passo 6: Comparar: P_mech = P_el = 0,128 W, o que reflete a conservação de energia, pois toda a potência mecânica fornecida à barra é convertida em potência elétrica no circuito. Por que as outras estão erradas: A tem e = 1,6 V e I = 0,50 A, valores incompatíveis com e = B·l·v e com I = e/R. C tem P_el = 0,05 W e I = 0,25 A, que não correspondem aos valores corretos de e e I. D tem e = 0,40 V, que não é o produto de B, l e v. E tem F = 0,32 N e P_mech = 0,256 W, valores que resultam de usar a corrente como se fosse a fem. Gabarito oficial B confirmado pela resolução independente.
💡 Dica: Aplique a fórmula da fem motriz e as leis de Ohm e potência.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dobrou o comprimento dos trilhos (usando l = 1,0 m) ao calcular e = B·l·v, obtendo 1,6 V, e depois apresentou uma corrente que não segue de e/R.
e=Blv=0,8·0,5·2,0=0,80 V; I=e/R=0,80/5,0=0,16 A; F=B I l=0,8·0,16·0,5=0,064 N; P_mech=F v=0,064·2,0=0,128 W = e·I.
O aluno provavelmente errou o cálculo da corrente e da fem, ignorando o passo de encadear e = B·l·v e I = e/R, e depois multiplicou valores inconsistentes para obter a potência elétrica.
Por que engana: Confundir a relação entre potência elétrica e potência mecânica, calculando incorretamente a corrente ou a força magnética.
O aluno provavelmente usou metade da velocidade ou metade do comprimento na fórmula da fem (e = 0,40 V), e depois calculou a corrente corretamente a partir desse valor errado.
O aluno provavelmente usou o valor da fem (0,80 V) no lugar da corrente na fórmula da força, esquecendo a divisão por R, e depois multiplicou a força pela fem em vez de pela velocidade para obter a potência mecânica.
Raio-X da questão
força eletromotriz e potência
avaliacao
força eletromotriz · potência elétrica
Revisar as fórmulas de força eletromotriz e potência elétrica.
Confundir a relação entre potência elétrica e potência mecânica, calculando incorretamente a corrente ou a força magnética.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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