Questões de Física - Eletromagnetismo - Fontes de Campos Magnético - Solenoide

O estudo do magnetismo remonta à Antiguidade. Segundo relatos lendários, um lavrador chamado Magnes, da região da Magnésia, teria notado que a ponta de seu cajado de ferro e as ferraduras de seus bois ficaram “presas” a certas pedras do solo. Essas pedras continham magnetita, um minério natural de ferro que exibe propriedades magnéticas. Esse fenômeno chamou tanto a atenção que a própria palavra “magnetismo” deriva dessa região. Desde então, o ser humano passou a investigar os efeitos misteriosos dessa força invisível, culminando no desenvolvimento do eletromagnetismo moderno.

Durante uma aula sobre esses fenômenos, uma professora propôs um desafio conceitual aos seus alunos: compreender o comportamento do campo magnético tanto em aplicações tecnológicas quanto nos fenômenos naturais, como o magnetismo terrestre.

Com base nos conceitos físicos e nos conhecimentos relacionados ao magnetismo, analise as afirmações.

I.   O vetor campo magnético em um ponto sempre tangencia as linhas de campo magnético naquele ponto, e sua direção indica o alinhamento de uma bússola ali posicionada.

II.  O campo magnético criado por um fio retilíneo, percorrido por corrente elétrica, forma linhas concêntricas ao redor do fio, e sua direção pode ser determinada pela regra da mão esquerda.

III. Substâncias ferromagnéticas, como o cobalto, são fortemente atraídas por ímãs naturais, como a magnetita.

IV. No interior de um solenoide longo, percorrido por corrente contínua, o campo magnético é praticamente uniforme e paralelo ao eixo do solenoide, com intensidade proporcional ao número de espiras por unidade de comprimento.

V. O polo norte geográfico da Terra coincide com seu polo norte magnético, pois é para lá que a extremidade norte da agulha da bússola aponta.

Assinale a alternativa que contém apenas as afirmativas VERDADEIRAS.

Um solenoide compreende 20.000 espiras por metro.

Sendo µ₀ = 4π × 10^-7 T × m/A, calcule a intensidade do vetor indução magnética originado na região central pela passagem da corrente i = 0,5 A.

Um campo magnético uniforme perpendicular ao plano do papel é limitado a uma região definida por segmentos de retas com extremidades em (0, 0), (8, 0), (8, 8) e (0, 8), de um sistema de coordenadas cartesiano, com coordenadas dadas em metros (m). A intensidade do campo magnético varia uniformemente de 0 a 0,5T em um intervalo de tempo de 0,10s.

Considere que é adicionado ao mesmo plano uma espira metálica circular de área interna A=16πm², com seu vetor normal à área paralelo ao vetor campo magnético, e assinale o que for correto.

    Algumas espécies de tubarões, como o tubarão-branco e o tubarão-martelo, são superpredadores da cadeia alimentar subaquática. Seus órgãos dos sentidos são especialmente adaptados para a localização de presas até mesmo a quilômetros de distância. Pesquisadores americanos, trabalhando com tubarões do gênero Squalus, verificaram que a capacidade de detecção e captura de presas por esses indivíduos é diminuída quando eles se encontram expostos a campos magnéticos gerados artificialmente na água.

STONER, A. W.; KAIMMER, S. M. Fisheries Research, n. 92, 2008.

Considerando-se os órgãos dos sentidos típicos desses animais, que tipo de receptor foi afetado no experimento?

O sistema de ignição automotivo realiza, nas velas de ignição, a transformação da energia fornecida pela bateria, de baixa tensão, 12 V, para alta tensão, produzindo a centelha para iniciar a queima da mistura ar-combustível. Basicamente observa-se um sistema de enrolamentos primário e secundário, conectado às velas de ignição, conforme ilustrado abaixo.

Como Funciona o Sistema de Ignição (ART1342). Disponível em: newtoncbraga.com.br. Acesso em: 20 ago. 2024. (Adaptado).

Considere que o enrolamento secundário possui 30000 espiras, cada espira com área de 9,0 · 10^–4 m².

Quando o sistema é acionado, produz-se uma variação da intensidade do campo magnético de 1,0 T a cada 1,0 · 10^–3 s. Considere que a direção do campo magnético se mantém perpendicular ao plano das espiras.

Nessas condições, quando o sistema de ignição é acionado, a intensidade da força eletromotriz induzida, em V, nos terminais da bobina secundária, vale:

A figura abaixo esquematiza um transformador elétrico ideal: duas bobinas, 1 e 2, com diferentes números de espiras enroladas em um núcleo de ferro.

Considere as seguintes afirmações sobre os transformadores elétricos.

I - Os transformadores elétricos são dispositivos que transferem energia elétrica de uma bobina para outra.

II - O princípio físico básico de funcionamento dos transformadores é a lei da indução eletromagnética de Faraday.

III - Os transformadores elétricos podem funcionar com tensões elétricas tanto contínuas quanto alternadas.

Quais estão corretas?