Questão 82
UNESP 2012
(UNESP - 2012 - 1a Fase) O freio eletromagnético é um dispositivo no qual interações eletromagnéticas provocam uma redução de velocidade num corpo em movimento, sem a necessidade da atuação de forças de atrito. A experiência descrita a seguir ilustra o funcionamento de um freio eletromagnético.
Na figura 1, um ímã cilíndrico desce em movimento acelerado por dentro de um tubo cilíndrico de acrílico, vertical, sujeito apenas à ação da força peso. Na figura 2, o mesmo ímã desce em movimento uniforme por dentro de um tubo cilíndrico, vertical, de cobre, sujeito à ação da força peso e da força magnética, vertical e para cima, que surge devido à corrente elétrica induzida que circula pelo tubo de cobre, causada pelo movimento do ímã por dentro dele. Nas duas situações, podem ser desconsiderados o atrito entre o ímã e os tubos, e a resistência do ar.
Considerando a polaridade do ímã, as linhas de indução magnética criadas por ele e o sentido da corrente elétrica induzida no tubo condutor de cobre abaixo do ímã, quando este desce por dentro do tubo, a alternativa que mostra uma situação coerente com o aparecimento de uma força magnética vertical para cima no ímã é a indicada pela opção:
Gabarito:
Resolução:
As linhas do campo magnético referentes ao ímã só estão corretamente apresentadas para as alternativas A e E, já que o campo magnético tem sentido saindo do polo Norte e chegando no polo Sul.
O ímã está caindo com o lado Sul voltado para baixo e queremos que o ímã sofra uma repulsão magnética para cima.
Sendo assim, o campo magnético induzido, criado pela corrente induzida que circula abaixo do ímã, deve ter sentido para baixo - análogo a termos um ímã com o polo Sul voltado para cima repelindo o ímã que vem caindo.
O sentido da corrente indicado na alternativa A nos permite inferir que o campo magnético induzido tem sentido para baixo, como queremos. Portanto, esta é a alternativa correta.
O sentido da corrente indicado na alternativa E implica num campo magnético induzido cujo sentido seria para cima, contrário ao que queremos.