Lei de Lenz
Considere dois cilindros ocos, de mesmo comprimento, o primeiro de (isolante), , e o segundo de alumínio (condutor não magnético), , ambos posicionados na vertical com relação ao solo.
Desejamos soltar duas barras, uma imantada, , e a outra não imantada, , no interior desses cilindros, simultaneamente. O que acontece quando:
soltamos a barra no tubo e a barra no tubo ; e soltamos a barra no tubo e a barra no tubo ?
Suponha que o experimento é feito na superfície da Terra e despreze a resistência do ar.
Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo; Ambas s barras chegam ao mesmo tempo ao solo.
A barra chega primeiro ao solo; Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo.
A barra chega primeiro ao solo; A barra chega primeiro ao solo.
A barra chega primeiro ao solo; Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo.
Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo; A barra chega primeiro ao solo.
Passo 1
Vamos analisar o que acontece em cada situação:
soltamos a barra no tubo e a barra no tubo ;
Conforme a barra imantada atravessa o tubo, ela gera uma variação no fluxo magnético (que aumenta com o tempo). De acordo com a lei de Lenz, isso deveria gerar no tubo um campo magnético no sentido contrário ao deslocamento barra imantada, o que desaceleraria a barra imantada.
Mas como o tubo é feiro de um material isolante, a variação do fluxo não vai gerar uma corrente induzida, que geraria o campo magnético no sentido contrário ao deslocamento da barra imantada.
Assim, não há resistência ao deslocamento da barra imantada durante a sua queda.
Já a barra não imantada não gera qualquer fenômeno que se oporia ao seu deslocamento, logo, não há resistência ao deslocamento da barra não imantada .
Portanto, ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo.
Passo 2
soltamos a barra no tubo e a barra no tubo .
Novamente, a barra não imantada não gera qualquer fenômeno que se oporia ao seu deslocamento, logo, não há resistência ao deslocamento da barra não imantada .
Agora, como a barra imantada é solta no tubo de alumínio , que é um material condutor, haverá uma corrente induzida no tubo que gerará um campo magnético oposto ao deslocamento da barra . Logo, há resistência ao deslocamento da barra imantada .
Portanto, barra chega primeiro ao solo.
A resposta certa é a letra .
Resposta
Ambas as barras chegam ao mesmo tempo ao solo; A barra chega primeiro ao solo.