Um ímã se afasta de uma bobina cilíndrica (inicialmente sem corrente) seguindo uma trajetória em linha reta no eixo de simetria da bobina. Durante o movimento, a força que a bobina exerce no ímã devido a lei de Faraday é de atração ou repulsão?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um ímã se afastando de uma bobina cilíndrica que inicialmente não tem corrente elétrica. O movimento é em linha reta ao longo do eixo de simetria da bobina. A pergunta é: durante esse movimento, a força que a bobina exerce no ímã por causa da lei de Faraday é de atração ou repulsão?
Conteúdo da matéria: Essa questão envolve os conceitos de Lei de Faraday da Indução Eletromagnética e Lei de Lenz.
O que vamos precisar para resolver:
  • Entender como a variação do fluxo magnético gera uma corrente na bobina (Lei de Faraday).
  • Saber como a direção dessa corrente afeta a força entre a bobina e o ímã (Lei de Lenz).
  • Aplicar esses conceitos para determinar se a força é de atração ou repulsão.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que diz a Lei de Faraday. Ela afirma que uma variação no fluxo magnético através de uma bobina induz uma força eletromotriz (fem) nessa bobina. A fórmula é:
E = -dPhidt
Onde:
  • é a fem induzida.
  • é o fluxo magnético.
  • é a taxa de variaç��o do fluxo magnético com o tempo.
  • O sinal negativo vem da Lei de Lenz, que veremos a seguir.

Passo 3

Agora, vamos aplicar a Lei de Lenz, que nos diz que a direção da corrente induzida é tal que seu campo magnético se opõe à causa que a produziu. No nosso caso, o ímã está se afastando da bobina, o que significa que o fluxo magnético que o ímã cria na bobina está diminuindo.

Passo 4

Como o fluxo magnético está diminuindo, a bobina vai induzir uma corrente que cria um campo magnético para tentar aumentar esse fluxo novamente, ou seja, oponendo-se à diminuição causada pelo afastamento do ímã.

Passo 5

Para que a bobina crie um campo magnético que ação atrativamente sobre o ímã, a corrente induzida na bobina deve gerar um campo que puxe o ímã de volta, tentando mantê-lo próximo.

Passo 6

Portanto, a força que a bobina exerce no ímã será de atração, já que a bobina está tentando combater a diminuição do fluxo magnético causada pelo afastamento do ímã.

Resposta

A força que a bobina exerce no ímã durante o afastamento é de atração.

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