Ciências da NaturezaMagnetismo (Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética)Difícil

Questão de Magnetismo (Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética) — ENEM

Em um projeto de educação científica, estudantes investigam o princípio dos geradores deixando um ímã de barra cair verticalmente por dentro de um tubo cercado por uma bobina ligada a um pequeno LED. Durante a queda, o polo norte do ímã primeiro se aproxima da bobina e depois se afasta dela. Ao analisar os dados, percebem que, enquanto o ímã se aproxima, surge na bobina uma corrente induzida cujo próprio campo magnético tende a repelir o ímã que se aproxima, dificultando a aproximação. Quando o ímã já passou e se afasta, a corrente induzida muda de sentido e passa a atrair o ímã, dificultando o afastamento. Esse comportamento ilustra um princípio físico fundamental para geradores e freios magnéticos. Considerando a lei de Lenz, qual é a explicação correta para o sentido da corrente induzida observada nesse experimento?
AA corrente induzida se opõe sempre à variação do fluxo magnético que a gerou.
BA corrente induzida reforça a variação do fluxo, acelerando a queda do ímã.
CA corrente induzida tem sentido aleatório, sem relação com o movimento do ímã.
DA corrente induzida só aparece quando o ímã está completamente parado na bobina.
EA corrente induzida sempre repele o ímã, tanto na aproximação quanto no afastamento.

Gabarito comentado

A lei de Lenz garante que a corrente induzida sempre se opõe à variação do fluxo magnético que a produz, refletindo a conservação de energia. Por isso o ímã em queda dentro de uma bobina é freado magneticamente. Esse efeito explica freios eletromagnéticos e é essencial para entender o funcionamento de geradores.

Resolução passo a passo

A lei de Lenz afirma que a corrente induzida tem sentido tal que seu campo magnético se opõe à variação de fluxo que a originou, em coerência com a conservação de energia. Na aproximação, o fluxo aumenta, então a corrente cria um campo que repele o ímã para frear o aumento; no afastamento, o fluxo diminui, e a corrente inverte para atrair o ímã e frear a diminuição. Isso confirma a primeira alternativa. A segunda viola a conservação de energia, já que reforçar a variação aceleraria o ímã indefinidamente. A terceira está errada, uma vez que o sentido é bem determinado pelo movimento. A quarta contraria o experimento, ao passo que o ímã parado não induz corrente, pois o fluxo seria constante. A quinta é falsa, já que a corrente repele na aproximação e atrai no afastamento, e não repele nos dois casos.

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