Questão 90
FUVEST 2009
(FUVEST - 2009 - 1 FASE) Em uma experiência, um longo fio de cobre foi enrolado, formando dois conjuntos de espiras, E1 e E2, ligados entre si e mantidos muito distantes um do outro. Em um dos conjuntos, E2, foi colocada uma bússola, com a agulha pontando para o Norte, na direção perpendicular ao eixo das espiras.
A experiência consistiu em investigar possíveis efeitos sobre essa bússola, causados por um ímã, que é movimentado ao longo do eixo do conjunto de espiras E1.
Foram analisadas três situações:
I. Enquanto o ímã é empurrado para o centro do conjunto das espiras E1.
II. Quando o ímã é mantido parado no centro do conjunto das espiras E1.
III. Enquanto o ímã é puxado, do centro das espiras E1, retornando à sua posição inicial.
Um possível resultado a ser observado, quanto à posição da agulha da bússola, nas três situações dessa experiência, poderia ser representado por:
O eixo do conjunto de espiras E2 tem direção leste-oeste.
Gabarito:
Resolução:
Para responder essa questão temos que ter em mente o que acontece quando o ímã é aproximado, o que acontece quando o ímã fica parado e o que acontece quando o ímã é afastado.
Quando o ímã está parado não há indução na espira, assim o campo magnético que atuará na bússula será exatamente o mesmo campo da situação inicial quando o ímã está distante. Assim a primeira figura deve ser exatamente a mesma da terceira figura das alternativas.
Assim as alternativas possíveis são A e B a partir dessa análise inicial.
Agora vamos lembrar o que acontece quando o ímã é aproximado ou afastado.
Quando o ímã é aproximado o fluxo de campo magnético dentro da espira aumenta, assim surge um campo magnético induzido que é contrário a esse aumento. Se o polo norte é que está se aproximando pela esquerda então o campo induzido estará para a esquerda na espira da qual ele se aproxima.
Quando o ímã é afastado o fluxo de campo magnético dentro da espira diminui, assim surge um campo magnético induzido que é contrário a essa diminuição. Se o polo norte é que está se afastando para a esquerda então o campo induzido estará para a direita na espira da qual ele se afasta.
A partir dessa análise podemos notar que o campo induzido muda de sentido ao alterar o movimento relativo entre o ímã e a espira, assim esperamos que o campo magnético na espira 2 também sofra a mesma inversão de sentido.
Dessa forma a bussúla deve apontar numa direção ao aproximar e em outra direção ao se afastar, como está na alternativa A. Por causa dessa inversão a bússula nunca poderia estar apontando na mesma direção como é apresentado nas figuras 2 e 4 da alternativa B.
Nessa questão o ímã não tem os seus polos invertidos, é o polo norte que aproxima e é o polo norte que se afasta