Durante a montagem de um estande interativo em uma feira de bairro, um grupo instalou uma bobina (500 espiras)…
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
Durante a montagem de um estande interativo em uma feira de bairro, um grupo instalou uma bobina (500 espiras) ligada a um voltimetro. Um imã de barra era levado, sempre pelo mesmo trajeto, atravessando o centro da bobina. Para comparar o efeito da rapidez do movimento, eles repetiram o procedimento com tres velocidades constantes do imã: 0,20 m/s, 0,40 m/s e 0,80 m/s. As leituras de pico registradas foram, respectivamente, 0,5 V, 1,0 V e 2,0 V. No caderno do grupo, apareceu a ideia de que a tensao induzida depende de “quao rapido o fluxo magnetico muda”, e que inverter o sentido do movimento apenas troca o sinal da tensao. O estande precisa de um texto curto para o publico geral, sem usar equacoes, mas mantendo o sentido fisico do que foi observado. Com base nos dados do texto, identifique a frase mais adequada para o cartaz do estande, comunicando a relacao observada entre velocidade do imã e tensao induzida.
- A) A tensao induzida independe da velocidade, pois o imã e o trajeto sao os mesmos em todas as passagens pela bobina.
- B) A tensao induzida aumenta quando o imã passa mais rapido pela bobina, pois a mudanca do fluxo magnetico ocorre em menos tempo.
- C) A tensao induzida aumenta e fica sempre positiva quando o imã passa mais rapido, pois a velocidade define o sinal da tensao.
- D) A tensao induzida aumenta porque o campo magnetico do imã fica mais intenso quando ele se move mais rapido pela bobina.
- E) A tensao induzida so aparece se o imã atravessar a bobina bem devagar, para dar tempo de o voltimetro registrar a leitura.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- O enunciado descreve induções eletromagnéticas: um imã em movimento atravessa uma bobina e o voltímetro registra uma tensão. Pela lei de Faraday-Lenz, a tensão induzida depende de quão rapidamente o fluxo magnético através da bobina varia. Passo 2: Os dados mostram que, com o mesmo imã, o mesmo trajeto e 500 espiras, a tensão de pico acompanha a velocidade: 0,20 m/s gera 0,5 V, 0,40 m/s gera 1,0 V e 0,80 m/s gera 2,0 V. Ao dobrar a velocidade, a tensão dobra, ou seja, a tensão é proporcional à velocidade. Passo 3: Quando o imã é mais rápido, a variação do fluxo ocorre em menos tempo, e por isso a tensão induzida é maior. Isso corresponde exatamente à alternativa B. Passo 4: Resolvendo por conta própria, a alternativa B é a que traduz corretamente o observado, e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada, pois os dados mostram que a tensão muda com a velocidade, mesmo com o mesmo trajeto. Passo 6: A alternativa C está errada, pois o texto não indica que a velocidade define o sinal da tensão; o sinal depende do sentido do movimento, e a magnitude é que cresce com a velocidade. Passo 7: A alternativa D está errada, pois o campo do imã não muda de intensidade ao se mover mais rápido; o que muda é a rapidez da variação do fluxo. Passo 8: A alternativa E está errada, pois a tensão aparece com qualquer movimento que varie o fluxo, e o experimento mostra justamente que velocidades maiores geram tensões maiores.
💡 Dica: Analise a relação entre velocidade do ímã e a tensão induzida observada.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, como o imã e o trajeto são sempre os mesmos, a tensão também seria sempre a mesma, ignorando que a variação do fluxo depende do tempo da passagem.
Os picos dobram quando a velocidade dobra (0,5->1,0->2,0 V), coerente com maior taxa de variacao do fluxo ao passar mais rapido.
O aluno confunde a magnitude da tensão com o seu sinal, supondo que a velocidade determina a polaridade da tensão induzida.
O aluno acredita que o campo magnético do imã se intensifica quando ele se move mais rápido, em vez de perceber que a intensidade do campo não muda e que o efeito vem da rapidez da variação do fluxo.
Por que engana: Confundir a dependência da tensão induzida com a intensidade do campo magnético ou o sentido do movimento.
O aluno pensa que a tensão induzida exige movimento lento para ser registrada pelo voltímetro, confundindo a leitura do instrumento com o fenômeno da indução.
Raio-X da questão
tensão induzida e velocidade
avaliacao
campo magnético e fluxo magnético · Lei de Faraday da indução
Estude a relação entre variação do fluxo magnético e tensão induzida.
Confundir a dependência da tensão induzida com a intensidade do campo magnético ou o sentido do movimento.
pensamento_critico
cotidiano
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