Uma bobina circular de raio R = 0,050 m produz, no centro, um campo magnético B(t) = B0·cos(2p f t) com B0 =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Uma bobina circular de raio R = 0,050 m produz, no centro, um campo magnético B(t) = B0·cos(2p f t) com B0 = 2,0×10^-4 T e f = 400 Hz. Um pequeno laço condutor coaxial, de área A = 1,0×10^-4 m² e resistência r = 2,0 O, está no centro, plano perpendicular ao eixo. (i) Calcule a f.e.m. máxima e_max induzida no laço usando e = -dF/dt, com F = B·A. (ii) Calcule a corrente máxima i_max. (iii) Explique como você comunicaria ao público leigo os resultados, riscos práticos, medidas mitigadoras e principais fontes de incerteza.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: F(t)=B0 A cos(?t) com ?=2pf=2p·400=800p˜2513,27 rad/s. e_max = B0 A ? = 2,0×10^-4·1,0×10^-4·2513,27 ˜ 5,03×10^-5 V. i_max = e_max / r ˜ 5,03×10^-5 V / 2,0 O = 2,51×10^-5 A. Comunicação ao público: afirmar que a tensão induzida é muito pequena (˜5·10^-5 V) e a corrente máxima ˜2,5·10^-5 A, valores muito inferiores a correntes perceptíveis ou perigosas em dispositivos pessoais; usar comparações simples (milésimos de miliampère) e linguagem sem jargão. Indicar medidas práticas: aumentar distância do emissor, limitar tempo de exposição contínua, usar blindagem se necessário. Informar incertezas estimadas (p.ex. ±20%) devido à precisão na medição de B0, alinhamento e variações espaciais do campo; propor medições diretas com sondas calibradas para validação.
Explicação
Os cálculos realizados demonstram a relação direta entre o campo magnético, a área do laço e a frequência angular na determinação da f.e.m. induzida, resultando em valores muito baixos que indicam segurança em termos de riscos elétricos. A comunicação ao público leigo utiliza comparações simples para facilitar a compreensão e enfatiza a importância de medidas mitigadoras para minimizar exposição. Além disso, a consideração das incertezas é fundamental para garantir a precisão dos resultados e a confiança nas medições.
Raio-X da questão
indução eletromagnética
avaliacao
indução eletromagnética · cálculo de corrente elétrica
Revisar a lei de Faraday e a relação entre f.e.m. e corrente em circuitos.
O aluno pode confundir a f.e.m. induzida com a corrente elétrica, calculando apenas a corrente sem considerar a relação com a f.e.m.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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