Ciências da NaturezaMagnetismo (Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética)Médio

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

Em uma pesquisa sobre acionadores eletromecânicos usados na indústria de automação, engenheiros estudam a força magnética que age sobre um condutor percorrido por corrente quando ele está imerso em um campo magnético externo. O fenômeno é descrito pela expressão F = B · i · L · sen θ, em que F é a força em newtons, B é a intensidade do campo magnético em teslas, i é a intensidade da corrente em ampères, L é o comprimento do trecho do condutor dentro do campo em metros e θ é o ângulo entre o fio e o campo. Em um ensaio, um segmento de fio de comprimento L igual a 0,5 metro é colocado perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 0,4 tesla. A corrente que percorre o fio é de 3 ampères. Como o fio é perpendicular ao campo, o ângulo θ vale 90°, e o seno de 90° é igual a 1. Com esses dados e a expressão fornecida, a força magnética que atua sobre esse segmento de condutor é de qual valor?
A0,6 N
B0,4 N
C0,9 N
D1,2 N
E0,2 N

Gabarito comentado

A força magnética sobre um condutor em campo externo — força de Ampère — depende do campo, da corrente, do comprimento no campo e do ângulo entre fio e campo. É máxima quando o fio é perpendicular ao campo (sen 90° = 1) e nula quando paralelo. Esse princípio é a base do funcionamento de motores elétricos.

Resolução passo a passo

Substituindo os dados na expressão F = B · i · L · sen θ, com B igual a 0,4 T, i igual a 3 A, L igual a 0,5 m e sen 90° igual a 1, temos F = 0,4 × 3 × 0,5 × 1 = 0,6 N. Portanto, a alternativa de 0,6 N é a correta. O valor 0,4 N resultaria de usar apenas B × i sem multiplicar por L e pelo seno; 0,9 N viria de trocar L = 0,5 por L = 0,75 por erro de substituição; 1,2 N resultaria de usar L = 1 m em vez de 0,5 m; e 0,2 N viria de dividir 0,6 por 3 por confusão entre os fatores. Somente 0,6 N respeita corretamente a multiplicação de todos os termos da expressão com os dados fornecidos.

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