Na cantina da escola, durante uma feira, a equipe do caixa precisa devolver troco equivalente a uma nota de R$…

Questão

Na cantina da escola, durante uma feira, a equipe do caixa precisa devolver troco equivalente a uma nota de R$ 10,00 usando várias moedas de R$ 1,00 como a mostrada na imagem. Para não confundir as moedas com clipes e outras peças metálicas que ficam na mesma bandeja, os alunos tentaram montar um separador com um eletroímã: enrolaram fio de cobre em volta de um tubo de plástico e ligaram as pontas a uma pilha. Ao aproximar o eletroímã da bandeja, a moeda quase não se moveu. A professora comentou que, por ter partes com aço, essa moeda pode ser atraída por um campo magnético, mas que a força do eletroímã depende do modo de montagem e da corrente no circuito. O grupo quer melhorar o dispositivo sem trocar a pilha. Com base no texto e na moeda apresentada na imagem, identifique a modificação que permite criar um eletroímã mais forte para atrair as moedas, mantendo a mesma pilha.

1. A) Substituir o tubo por um rolo de papelão para concentrar melhor o campo.
2. B) Trocar os polos da pilha, invertendo as pontas do fio ligadas à bobina.
3. C) Aumentar o comprimento do fio, mantendo o mesmo número de voltas na bobina.
4. D) Ligar outra pilha em paralelo para dobrar a tensão aplicada à bobina.
5. E) Inserir um prego de ferro no interior da bobina, mantendo a mesma pilha.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Um eletroímã é uma bobina percorrida por corrente elétrica. A intensidade do campo magnético depende principalmente da corrente na bobina, do número de espiras (voltas do fio) e da presença de um núcleo de material ferromagnético, como o ferro. Como a pilha deve ser mantida, a corrente só pode aumentar se o circuito oferecer menos resistência, e o campo só pode crescer se houver mais espiras ou um núcleo adequado.
2. Analise a alternativa E, que é a correta. Ao inserir um prego de ferro no interior da bobina, o núcleo de ferro se magnetiza por indução quando a corrente passa pelo fio. Assim, o campo magnético da bobina fica concentrado e intensificado, e o eletroímã atrai com mais força as partes de aço da moeda. Isso ocorre sem trocar a pilha.
3. Verifique por que as outras alternativas estão erradas. A) O papelão não é magnético, então não concentra nem intensifica o campo; a mudança do tubo de plástico para papelão não melhora a atração. B) Inverter os polos da pilha muda o sentido do campo, mas não a sua intensidade, e a moeda de aço é atraída igualmente nos dois sentidos. C) Aumentar o comprimento do fio sem acrescentar voltas espalha as espiras, reduz o campo por unidade de comprimento e aumenta a resistência, o que diminui a corrente. D) Ligar outra pilha em paralelo não dobra a tensão; em paralelo a tensão se mantém, e a questão exige manter a mesma pilha.
4. Conclusão: para tornar o eletroímã mais forte com a mesma pilha, o recurso adequado é aumentar a eficiência magnética da bobina com um núcleo de ferro, como o prego indicado na alternativa E.

💡 Dica: Considere como aumentar o campo magnético do eletroímã sem trocar a pilha.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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