Uma espira (N = 1) de área A = 2,00×10?² m² gira em campo magnético B = 0,150 T a 600 rpm. Calcule a amplitude…
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
Uma espira (N = 1) de área A = 2,00×10?² m² gira em campo magnético B = 0,150 T a 600 rpm. Calcule a amplitude da fem induzida (E_max). Use E_max = N·A·B·? e ? = 2p·f (f em Hz).
- A) E_max = 0,189 V
- B) E_max = 0,020 V
- C) E_max = 1,89×10?¹ V (˜0,189 V).
- D) E_max = 2,00 V
- E) E_max = 0,150 V
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converter a rotação para hertz: 600 rpm = 600/60 = 10 Hz, logo f = 10 Hz. Passo 2: Calcular a velocidade angular: omega = 2 x pi x f = 2 x pi x 10 = aproximadamente 62,8 rad/s. Passo 3: Aplicar a fórmula com N = 1, A = 2,00 x 10^-2 m² e B = 0,150 T: E_max = 1 x 0,0200 x 0,150 x 62,8 = 0,003 x 62,8 = aproximadamente 0,189 V. Passo 4: Comparar com as alternativas. A alternativa C, 1,89 x 10^-1 V, é o mesmo valor que 0,189 V, então está correta e coincide com o gabarito oficial. Observação: a alternativa A também traz 0,189 V, ou seja, é numericamente equivalente a C. Assim, a questão tem duas opções com o mesmo valor, o que é uma falha de elaboração; o gabarito C é defensável, mas a banca deveria ter evitado essa duplicidade. Passo 5: Por que as demais estão erradas: B (0,020 V) corresponde apenas à área, pois o aluno esquece de multiplicar pelo campo e pela velocidade angular; D (2,00 V) não resulta da fórmula com os dados e sugere erro de potência de 10 ou de unidade; E (0,150 V) é apenas o valor do campo magnético, sem os demais fatores da fórmula.
💡 Dica: Calcule a frequência antes de aplicar a fórmula da fem induzida.
Alternativa por alternativa
O aluno chega ao valor numérico correto (0,189 V), mas a alternativa é equivalente à C. Não há erro conceitual; o problema está na duplicidade das alternativas, que pode gerar dúvida sobre qual marcar.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da fem induzida e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo da amplitude.
O aluno calcula apenas A x B (0,0200 x 0,150 = 0,003) ou usa a área como resposta, esquecendo a multiplicação pela velocidade angular omega = 2 pi f.
f = 600/60 = 10 Hz ? ? = 2p·10 = 62,83 rad/s. E_max = N·A·B·? = 1·0,02·0,15·62,83 ˜ 0,189 V.
O aluno erra a conversão de unidades (por exemplo, usa 600 rpm diretamente como frequência ou troca potências de 10), chegando a um valor cerca de 10 vezes ou mais acima do correto.
O aluno acredita que a amplitude da fem é igual ao campo magnético, ignorando a área da espira e a frequência angular que entram na fórmula.
Raio-X da questão
fem induzida em espira
avaliacao
fem induzida · cálculo de frequência
Revisar a fórmula da fem induzida e a relação entre rpm e Hz.
O aluno pode confundir a fórmula da fem induzida e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo da amplitude.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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