(OBJETIVA | dificuldade 2) Uma bobina retangular com N = 150 voltas, lados 0,12 m e 0,08 m (A = 9,60×10^-3 m²)…
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
(OBJETIVA | dificuldade 2) Uma bobina retangular com N = 150 voltas, lados 0,12 m e 0,08 m (A = 9,60×10^-3 m²) conduz corrente I = 3,0 A. Está em campo B = 0,40 T; o plano da bobina forma 30° com B. Calcule o módulo do torque t = N I A B sinf, indicando f entre o vetor momento magnético e B.
- A) t = 0,75 N·m
- B) t = 1,50 N·m
- C) t = 2,25 N·m
- D) t = 0,90 N·m
- E) t = 3,00 N·m
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o ângulo correto. O enunciado diz que o plano da bobina forma 30° com B. O momento magnético é perpendicular ao plano da bobina, logo o ângulo f entre o momento magnético e B é 90° - 30° = 60°, e sin 60° é aproximadamente 0,866. Passo 2: Calcule o produto N I A B. N = 150, I = 3,0 A, A = 9,60×10^-3 m² e B = 0,40 T, então 150 × 3,0 = 450; 450 × 0,0096 = 4,32; 4,32 × 0,40 = 1,728 N·m (sem o seno). Passo 3: Multiplique pelo seno do ângulo. t = 1,728 × sin 60° = 1,728 × 0,866 = 1,496, que arredondado é 1,50 N·m. Passo 4: Conclusão. A alternativa correta é a B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (0,75 N·m) não corresponde a nenhum uso correto da fórmula com estes dados; C (2,25 N·m) resultaria de usar sin 30° e área aproximada de 0,01 m², o que não é o valor dado; D (0,90 N·m) resulta de usar sin 30° (que daria 0,864 N·m, não 0,90); E (3,00 N·m) exigiria sin f = 1 ou um cálculo que não respeita os dados do enunciado.
💡 Dica: Aplique a fórmula do torque magnético diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno errou o produto N I A B ou aplicou um fator adicional incorreto, chegando a um valor abaixo do esperado sem justificativa física.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do torque magnético e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo.
Normal da espira faz f = 60° (90°-30°); t = N I A B sin60° =150·3,0·9,60×10^-3·0,40·0,866 ˜1,50 N·m.
O aluno aproximou a área de 9,60×10^-3 m² para 0,01 m² e usou sen 30° em vez de sen 60°, confundindo o ângulo do plano com o ângulo do momento magnético.
O aluno usou sen 30° como ângulo entre o momento magnético e B, pois tomou o ângulo do plano diretamente, e ainda arredondou o resultado de forma imprecisa.
O aluno assumiu que o torque é máximo (sen f = 1), ou seja, que o momento magnético é paralelo a B, ignorando que o enunciado fornece o ângulo do plano.
Raio-X da questão
torque magnético
avaliacao
cálculo de torque · sistemas de unidades
Revisar a fórmula do torque magnético e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula do torque magnético e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errôneo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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