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Eletromagnetismo

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Mensagem por aziulana Sáb 27 Abr 2024, 17:52

(FPM-MG) Durante uma aula de laboratório, o professor colocou um ímã de massa m e um anel condutor com metade dessa massa, em repouso, um em frente do outro, sobre uma mesa horizontal e muito lisa, como mostra a figura a seguir. Em seguida, ele estabeleceu uma corrente elétrica no anel, no sentido indicado na figura. Três estudantes que acompanhavam o experimento fizeram as seguintes afirmações:

Estudante 1: Ao ser percorrido pela corrente elétrica, cria-se, no centro do anel, um campo magnético cujo sentido é igual ao do vetor →.

Estudante 2: O ímã e o anel repelem-se com forças de intensidades iguais.

Estudante 3: O ímã e o anel serão acelerados. O módulo da aceleração do anel será o dobro do módulo da aceleração do ímã


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Estão CORRETAS as afirmações feitas pelos estudantes

A) 1 e 3. B) 1 e 2. C) 2 e 3. D) 1,2 e 3.



Gabarito letra C. Eu entendi por que a afirmação 2 está correta, mas não entendi por que a afirmação 3 também está. Por que o ímã e o anel serão acelerados e por que o módulo da aceleração do anel será o dobro do módulo da aceleração do ímã? Se alguém puder me explicar, agradeço!


Última edição por aziulana em Sáb 27 Abr 2024, 18:15, editado 1 vez(es)
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Mensagem por Leonardo Mariano Sáb 27 Abr 2024, 17:56

Boa tarde. Como você colocou no seu desenho, a corrente na espira faz aparecer um campo magnético com o norte e sul indicados. O norte da espira está virado para o norte do imã, gerando uma força de repulsão que possui mesmo módulo e sentidos diferentes(afirmação do estudante 2).
No enunciado foi dito que a mesa é horizontal e muito lisa, com o sentido de enfatizar que qualquer força, por menor que seja, pode fazer um corpo se mover(pois não há atrito). Logo, como age uma força de mesma intensidade na espira e no imã:
[latex] F_{mag}=m.a_{ima} \rightarrow a_{ima}=\frac{F_{mag}}{m}
-F_{mag}=\frac{m}{2}.a_{anel} \rightarrow a_{anel} = - \frac{2F_{mag}}{m} [/latex]
Logo, como a massa do anel é metade da massa m do imã, a sua aceleração é 2x maior.
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Mensagem por Leonardo Mariano Sáb 27 Abr 2024, 18:00

Eu tinha feito a resposta de acordo com o tópico anterior que você tinha postado, acabei não vendo que postou com o desenho limpo, então ficou a parte "como você colocou no seu desenho" kkkkkkkkk. Então para deixar explicado: A corrente no anel faz surgir um campo magnético da direita para a esquerda, ou seja, no anel haverá um polo norte virado para o norte do imã, gerando a repulsão.
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Mensagem por aziulana Sáb 27 Abr 2024, 18:13

Ah, eu achei melhor tirar o desenho pois achei que pudesse atrapalharkkkj mas que bom que o raciocínio estava correto então! Obrigada pela explicação, agora consegui entender a afirmação 3! Eu não tinha pensado que o fato de a mesa ser lisa causaria uma aceleração nos corpos
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Mensagem por Elcioschin Sáb 27 Abr 2024, 18:17

Só um adendo:

Pela Regra da mão direita, com os 4 dedos encurvados, no sentido da corrente i, o polegar esticado aponta para  a esquerda: este é o sentido do campo do anel.
Logo, o lado esquerdo do anel é N
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