Considere uma espira colocada no plano . Em um dado instante, uma pessoa coloca um ímã no eixo de simetria da espira (inicialmente acima da espira) e o aproxima dela, conforme ilustra a figura abaixo. Ela então observa o surgimento de uma corrente induzida no sentido anti-horário. O polo corresponde a qual polo ímã, norte ou sul? A força magnética que surge entre o ímã e a espira é atrativa ou repulsiva? (Utilize a convenção de que o polo norte é o polo do qual saem as linhas de campo magnético).
(a) Norte, repulsiva.
(b) Norte, atrativa.
(c) Sul, repulsiva.
(d) Sul, atrativa.
Passo 1
Pela lei de Lenz, a variação do fluxo magnético na espira irá induzir nesta espira uma corrente que, por sua vez, cria um campo que tenta anular essa variação de fluxo.
Como a corrente induzida na espira está no sentido anti-horário, usando a regra da mão direita, vemos que o campo magnético induzido aponta no sentido contrário ao movimento do imã, ou seja, no sentido .
Então vamos trabalhar com duas possibilidades: a primeira é de que o polo é o sul, e a segunda é a de que o polo é o norte.
A possibilidade que nos der o campo magnético induzido apontando no sentido será a correta.
Passo 2
- Polo como polo sul:
- Polo como polo norte:
Nesse caso, as linhas de campo magnético estão entrando no imã, logo, no sentido .
Logo, surgirá um campo magnético induzido no sentido contrário ao campo magnético gerado pelo imã. Assim, o campo magnético induzido, neste caso, estará no sentido . Portanto, pela regra da mão direita, a corrente deveria estar no sentido horário. Dessa forma, essa hipótese está INCORRETA.
Agora, as linhas de campo magnético estão saindo no imã, logo, no sentido .
Assim como anteriormente, surgirá um campo magnético induzido no sentido contrário ao campo magnético gerado pelo imã. Assim, o campo magnético induzido, neste caso, estará no sentido . Portanto, pela regra da mão direita, a corrente deveria estar no sentido anti-horário. Dessa forma, essa hipótese está CORRETA.
Finalmente, o segundo caso bate com o que está acontecendo. Assim, polo é o polo norte.
Passo 3
Como o campo magnético no imã tem sentido oposto ao campo magnético induzido na espira, haverá uma força de repulsão entre os dois.
Resposta
(a) Norte, repulsiva.