Física3ª sérieBNCC EM13CNT302Média⏱ medio

Um condutor retilíneo de comprimento L = 0,400 m conduz corrente I = 8,00 A na direção +x; está em campo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT302

Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um condutor retilíneo de comprimento L = 0,400 m conduz corrente I = 8,00 A na direção +x; está em campo magnético uniforme B = 0,250 T na direção +z. Calcule a força magnética F (vetor, em N) sobre o segmento e a aceleração se uma massa m = 0,200 kg estiver fixada ao segmento.

A) F = 0,800 N · (-y); a = 4,00 m/s² · (-y)
B) A força magnética F = 2,00 N · (+y) sobre o segmento de condutor.
C) F = 0,400 N · (-y); a = 2 m/s² · (-x).
D) A aceleração é a = 20 m/s² · (+x).
E) A força magnética F = 0,500 N · (y).

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique a fórmula da força magnética sobre um condutor retilíneo: F = I (L x B), onde L é o vetor de comprimento na direção da corrente. Aqui L = 0,400 m na direção +x e B = 0,250 T na direção +z.
Calcule o módulo: |F| = I · L · B = 8,00 · 0,400 · 0,250 = 0,800 N.
Determine a direção pelo produto vetorial: x (produto vetorial) z = -y, pois, pela regra da mão direita, ao girar de x para z o polegar aponta para -y. Logo F = 0,800 N (-y).
Calcule a aceleração pela segunda lei de Newton: a = F/m = 0,800 / 0,200 = 4,00 m/s². Como a força é o vetor F, a aceleração tem a mesma direção e sentido: a = 4,00 m/s² (-y).
Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: B usa 2,00 N, que é I·B sem o comprimento L, e aponta para +y, sentido oposto ao correto. C acerta a direção da força, mas divide o módulo por L em vez de usar a multiplicação, e atribui à aceleração a direção -x, que não corresponde à força. D toma a direção da corrente (+x) como direção da força e calcula 20 m/s², que é I/L, ignorando B e m. E usa 0,500 N com direção +y, que não resulta de I·L·B e inverte a ordem do produto vetorial.

💡 Dica: Utilize a fórmula da força magnética F = I * L * B * sen(θ).

Alternativa por alternativa

A Correta

F = I·L×B; como Iˆ = +x e Bˆ = +z, î×k^ = -j, |F| = I L B = 8·0,4·0,25 = 0,800 N; a = F/m = 0,800/0,200 = 4,00 m/s².

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno esqueceu o comprimento L na fórmula, calculando apenas I·B = 2,00 N. Além disso, inverteu o sentido do produto vetorial e escreveu +y.

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

C Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou a força corretamente em direção, mas dividiu por L em vez de multiplicar, obtendo módulo 0,400 N e aceleração 2 m/s². Ao atribuir a aceleração ao sentido -x, misturou a direção da corrente com a da aceleração.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno tomou a direção da corrente (+x) como direção da força e calculou a = I/L = 20 m/s², ignorando o campo magnético e a massa. Não percebeu que a força magnética é perpendicular ao condutor.

E Erradaerro: Atenção

O aluno obteve um módulo que não corresponde a I·L·B (0,500 N) e atribuiu o sentido +y, provavelmente por inverter a ordem do produto vetorial (z x x em vez de x x z). Não aplicou a regra da mão direita de forma correta.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

Leitura alto

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

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força magnética · lei de Ampère

📚 Reveja

Revisar a relação entre corrente, campo magnético e força magnética.

⚠️ Erro mais comum

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

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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