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FísicaETECBNCC EM13CNT308Difícil⏱ longo

O Maglev é uma espécie de trem sem rodas que possui eletroímãs em sua base, e há também eletroímãs no trilho…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT308

Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

O Maglev é uma espécie de trem sem rodas que possui eletroímãs em sua base, e há também eletroímãs no trilho que ele percorre. As polaridades desses eletroímãs são controladas por computador, e esse controle permite que o trem levite sobre o trilho bem como seja movido para frente ou para trás. Para demonstrar o princípio do funcionamento do Maglev, um estudante desenhou um vagão de trem em uma caixa de creme dental e colou em posições especiais ímãs permanentes, conforme a figura. O vagão foi colocado inicialmente em repouso e no meio de uma caixa de papelão de comprimento maior, porém de largura muito próxima à da caixa de creme dental. Na caixa de papelão também foram colados ímãs permanentes idênticos aos do vagão. Admitindo-se que não haja atrito entre as laterais da caixa de creme dental, em que se desenhou o vagão, e a caixa de papelão, para se obter o efeito de levitação e ainda um pequeno movimento horizontal do vagão sempre para a esquerda, em relação à figura desenhada, a disposição dos ímãs permanentes, no interior da caixa de papelão, deve ser a que se encontra representada em: (ETEC 2015)

  1. A)
  2. B)
  3. C)
  4. D)
  5. E)

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

  1. Para a levitacao, os ims da base do vagao (N acima, S abaixo em cada par) devem repelir os ims do trilho, o que exige que os polos de mesmo tipo fiquem voltados um para o outro: o polo S do vagao sobre o polo S do trilho, e assim por diante, como mostrado na alternativa A.
  2. Verifique que, na alternativa A, a repulsao vertical e equilibrada e sustenta o vagao sem contato com a base.
  3. Para o movimento horizontal para a esquerda, analise os ims laterais do vagao e do trilho. Um par de ims de extremidade repele o vagao para a esquerda enquanto o outro lado nao oferece forca contraria maior, resultando em deslocamento para a esquerda.
  4. B esta errada porque a disposicao inferior nao garante levitacao consistente e as laterais geram deslocamento para a direita.
  5. C esta errada porque a inversao de polaridades laterais inverte o sentido da resultante horizontal.
  6. D esta errada porque a configuracao inferior produz atracao, e o vagao encostaria no trilho em vez de levitar.
  7. E esta errada porque as forcas laterais se anulam ou apontam para a direita, nao produzindo o movimento pedido."}

💡 Dica: Separe a analise da levitacao (ims de baixo, polos iguais voltados) da analise do movimento lateral (ims de extremidade) e confira a polaridade de cada par.

Alternativa por alternativa

A Correta

CORRETA. Na alternativa A, os ims do vagao e do trilho inferior tem polos iguais voltados um para o outro (N com N e S com S), gerando repulsao vertical que mantem o vagao levitando. Nas laterais, a disposicao produz uma forca resultante que empurra o vagao para a esquerda.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno inverte a regra de repulsao entre polos iguais ou nao verifica a polaridade dos ims da base, achando que qualquer disposicao com ims produz levitacao.

C Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno identifica corretamente a levitacao, mas confunde o sentido do deslocamento horizontal, achando que o vagao se move para a direita.

Por que engana: Inverter polaridades ao comparar os pares de ims e concluir a direcao errada do movimento.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno nao analisa os polos voltados um para o outro e acaba montando uma configuracao de atracao, que impediria a levitacao.

E Erradaerro: Atenção

O aluno nao compara as forcas laterais com as verticais e considera que as forcas horizontais se anulam, ignorando o movimento pedido.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Analisar
Leitura medio
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado depende_imagem
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 desafio
🎯 Conceito central

Forcas magneticas entre ims permanentes

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

Polos magneticos e suas interacoes · Resultante de forcas vetoriais

📚 Reveja

Atracao de polos opostos e repulsao de polos iguais

⚠️ Erro mais comum

Inverter polaridades ao comparar os pares de ims e concluir a direcao errada do movimento.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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