A figura a seguir mostra esquematicamente um motor elétrico. Uma bobina retangular, transportando uma corrente…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A figura a seguir mostra esquematicamente um motor elétrico. Uma bobina retangular, transportando uma corrente i e podendo girar livremente em torno de um eixo fixo, é colocada num campo magnético uniforme B, cujas linhas de força na região da espira saem do pólo Norte e entram no pólo Sul. (Não são mostradas as conexões da espira com o gerador de força eletromotriz.) Para a situação da figura, assinale a alternativa correta. (UFPR 2005)
- A) A espira irá girar em torno do eixo xx’, no sentido anti-horário para o observador em O.
- B) A espira irá girar em torno do eixo xx’, no sentido horário para o observador em O.
- C) A espira irá girar em torno do eixo yy’, no sentido anti-horário para o observador em O’.
- D) A espira irá girar em torno do eixo yy’, no sentido horário para o observador em O’.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Uma espira percorrida por corrente e imersa em campo magnético uniforme sofre forças magnéticas em seus lados. Cada lado com componente de corrente perpendicular ao campo recebe força F = i L x B, conforme a regra da mão esquerda (ou regra do produto vetorial). Passo 2: Na figura, as forças nos dois lados opostos da espira têm sentidos contrários e atuam em braços de alavanca, formando um binário (torque). Esse binário faz a espira girar em torno do eixo fixo xx', que é o eixo de rotação permitido pela montagem. Passo 3: Para descobrir o sentido, aplique a regra da mão esquerda em um dos lados da espira: o polegar indica o sentido da força, o indicador o sentido do campo (do Norte para o Sul) e o médio o sentido da corrente. Com as direções indicadas na figura, a força resultante gira a espira no sentido anti-horário para o observador posicionado em O. Passo 4: Por isso a alternativa correta é a A. A alternativa B está errada, pois inverte o sentido de rotação. A alternativa C está errada, pois indica o eixo yy', que não é o eixo de rotação da espira. A alternativa D está errada, pois indica o eixo yy' e também o sentido horário.
💡 Dica: Analise o funcionamento do motor elétrico e a interação da corrente com o campo magnético.
Alternativa por alternativa
CORRETA. A espira gira em torno do eixo xx’ no sentido anti-horário para o observador em O, conforme a regra da mão direita aplicada ao campo magnético e à corrente indicados.
O aluno identifica corretamente o eixo xx', mas aplica a regra da mão esquerda com o sentido invertido, concluindo que a rotação ocorre no sentido horário para o observador em O.
O aluno confunde o eixo de rotação, achando que a espira gira em torno de yy', provavelmente por supor que o eixo deve ser a reta perpendicular ao campo ou o eixo do outro par de lados da espira.
O aluno erra o eixo de rotação (yy') e também o sentido, combinando a confusão sobre o eixo com a inversão do sentido da força magnética.
Raio-X da questão
motor elétrico e campo magnético
diagnostico
campo magnético uniforme · força magnética em condutor
Estude a força magnética sobre condutores com corrente e o funcionamento de motores elétricos.
Confundir a direção da força magnética ou o sentido da corrente na bobina.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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