Em um mutirão de um espaço maker, moradores testaram um gerador simples para carregar um rádio em situações de…

Questão

Em um mutirão de um espaço maker, moradores testaram um gerador simples para carregar um rádio em situações de emergência. Um ímã cilíndrico foi colocado para deslizar por um tubo que atravessava uma bobina conectada a um osciloscópio de alta impedância, usado para medir a tensão induzida. Foram utilizadas duas bobinas no mesmo tubo. A Bobina 1 tinha 200 espiras, e a Bobina 2 tinha 600 espiras. Quando o ímã atravessou as bobinas em aproximadamente 0,20 s, os picos de tensão medidos foram, respectivamente, 0,8 V e 2,4 V. Ao repetir o teste com o movimento mais rápido, em cerca de 0,10 s, os picos foram 1,6 V e 4,8 V. Para analisar os resultados, o grupo adotou o modelo |E| = N · (?F/?t), em que F é o fluxo magnético, em weber (Wb), E é a força eletromotriz induzida, em volt (V), N é o número de espiras e ?t é o intervalo de tempo. Com base nos dados do experimento, qual trecho é mais adequado para um folheto destinado ao público, considerando a estimativa de ?F e a relação entre o número de espiras, o intervalo de tempo e a tensão induzida?

1. A) A variação de fluxo foi aproximadamente 8,0 × 10⁻⁴ Wb; aumentar o número de espiras ou diminuir o intervalo de tempo eleva a tensão induzida, como realizar mais etapas por segundo em uma mesma tarefa.
2. B) A variação de fluxo foi aproximadamente 2,7 × 10⁻⁴ Wb; aumentar o número de espiras ou diminuir o intervalo de tempo eleva a tensão induzida, como realizar mais etapas por segundo em uma mesma tarefa.
3. C) A variação de fluxo foi aproximadamente 4,0 × 10⁻⁴ Wb; aumentar o número de espiras ou diminuir o intervalo de tempo eleva a tensão induzida, como realizar mais etapas por segundo em uma mesma tarefa.
4. D) A variação de fluxo foi aproximadamente 2,0 × 10⁻² Wb; diminuir o número de espiras ou aumentar o intervalo de tempo eleva a tensão induzida, como realizar mais etapas por segundo em uma mesma tarefa.
5. E) A variação de fluxo foi aproximadamente 1,6 × 10⁻¹ Wb; aumentar o número de espiras ou diminuir o intervalo de tempo eleva a tensão induzida, como realizar mais etapas por segundo em uma mesma tarefa.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. A relação dada é |E| = N · (ΔF/Δt). Isolando a variação de fluxo, temos ΔF = E · Δt / N. Passo 2: Usando a Bobina 1 no primeiro teste, E = 0,8 V, Δt = 0,20 s e N = 200: ΔF = 0,8 · 0,20 / 200 = 0,16 / 200 = 8,0 × 10^-4 Wb. Passo 3: Conferindo com a Bobina 2 no primeiro teste: ΔF = 2,4 · 0,20 / 600 = 0,48 / 600 = 8,0 × 10^-4 Wb. Passo 4: Conferindo no segundo teste com a Bobina 1: ΔF = 1,6 · 0,10 / 200 = 8,0 × 10^-4 Wb. Os três cálculos concordam, então a variação de fluxo é de cerca de 8,0 × 10^-4 Wb. Passo 5: Pela própria fórmula, a tensão induzida cresce quando N aumenta ou quando Δt diminui, pois a variação de fluxo é dividida por Δt e multiplicada por N. Isso confirma o trecho da alternativa A, que ainda usa uma comparação simples (mais etapas por segundo) adequada ao público. Passo 6: Por que as outras estão erradas: na B, o valor 2,7 × 10^-4 Wb surge ao dividir 0,16 por 600, ou seja, usando a tensão da Bobina 1 com o número de espiras da Bobina 2; na C, o valor 4,0 × 10^-4 Wb surge ao usar Δt = 0,10 s com a tensão do primeiro teste; na D, a relação está invertida (menos espiras ou mais tempo não aumentam a tensão); na E, o valor 1,6 × 10^-1 Wb equivale a E · Δt sem dividir por N. O gabarito oficial (A) está correto, sem falhas.

💡 Dica: Calcule Delta Phi usando a fórmula e compare os efeitos de N e Delta t na tensão.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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