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Um fio retilíneo de comprimento L = 0,40 m conduz corrente I = 5,0 A no sentido +x. Está imerso em campo…

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 = 0,40 m conduz corrente I = 5,0 A no sentido +x. Está imerso em campo magnético uniforme B = 0,20 T apontando no sentido +z. Calcule a magnitude e indique a direção da força magnética sobre o fio. Use F = I L B (quando L ? B).

A) F = 0,20 N, direção +z
B) F = 0,10 N, direção +y
C) F = 0,40 N, direção +y (pela regra da mão direita).
D) F = 2,0 N, direção -x
E) F = 1,0 N, direção -y

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Resolução independente. A força magnética sobre um fio retilíneo é F = I L B quando L é perpendicular a B. Aqui I = 5,0 A, L = 0,40 m e B = 0,20 T, logo F = 5,0 x 0,40 x 0,20 = 0,40 N. Passo 2: Direção. A força sobre o fio é dada por F = I (L x B), com L no sentido +x e B no sentido +z. Como x cruz z = -y, a força aponta no sentido -y, e não +y. Passo 3: Comparação com o gabarito. A alternativa C acerta a intensidade (0,40 N), mas erra o sentido, que deveria ser -y. Nenhuma alternativa traz simultaneamente 0,40 N e -y. Por isso, entre as opções, escolhi C como a mais próxima, pois o valor numérico é o resultado principal do cálculo, e o gabarito apresenta um erro de sinal na direção. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A diz 0,20 N e +z, mas o valor não corresponde ao produto I L B e a força não pode ser paralela ao campo. B diz 0,10 N, valor que não resulta de I L B, e o sentido +y também está invertido. D diz 2,0 N, que é apenas I x L sem o fator B, e -x é paralelo à corrente, o que não ocorre no produto vetorial. E tem o sentido correto (-y), mas 1,0 N corresponde a I x B sem o comprimento L.

💡 Dica: Aplique a fórmula da força magnética e determine a direção usando a regra da mão direita.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a força tem a mesma direção do campo magnético e calcula a intensidade com um produto que não usa corretamente os três dados.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno obtém 0,10 N por um cálculo incorreto dos fatores, possivelmente reduzindo o comprimento pela metade, e atribui o sentido +y sem aplicar corretamente o produto vetorial.

Por que engana: Confundir a direção da força magnética, aplicando a regra da mão direita de forma incorreta.

C Correta

F = I L B = (5,0 A)(0,40 m)(0,20 T) = 0,40 N. Com I em +x e B em +z, F fica em +y pela regra da mão direita.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno multiplica apenas I e L (5,0 x 0,40 = 2,0 N), esquecendo o campo B, e supõe que a força tem a direção da corrente (-x), o que confunde força com corrente.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno multiplica apenas I e B (5,0 x 0,20 = 1,0 N), esquecendo o comprimento L do fio, embora acerte o sentido -y pela regra do produto vetorial.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

força magnética em condutor

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força magnética em condutor · regra da mão direita

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força magnética e a regra da mão direita.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a direção da força magnética, aplicando a regra da mão direita de forma incorreta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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