UFF - Física 3 - P3 2016.1 - 1
Um ímã cai através de uma espira metálica tal como indicado na figura abaixo. Quais serão os sentidos da corrente visto pelo observador que está abaixo da espira:
- Quando o ímã cai em direção cai em direção à espira, com o polo Norte apontando para o plano da espira.
- Quando o polo Sul se afasta do plano da espira
- Horário no caso I e anti-horário no caso II.
- Anti-horário nos casos I e II.
- Horário nos casos I e II.
- Anti-horário no caso I e horário no caso II.
- Não há corrente induzida nesses casos.
Passo 1
Essa questão é interessante para gente ver como aplicar a lei de Lenz, que nos possibilita ver qual o sentido da fem induzida.
Primeiro, nessa questão temos uma espira metálica e, portanto, se aparecer uma fem induzida nela, aparecerá também uma corrente induzida. CUIDADO: a fem induzida é resultado da taxa de variação do fluxo magnético com o tempo através de uma determinada superfície e NÃO depende se essa superfície tem uma área delimitada por um condutor ou por um isolante (guarda isso no coração, porque tem cara de item para questões conceituais...fica atento ;-) ).
O que tô querendo dizer com isso? Estou te dizendo que, por exemplo, se essa espira da figura desta questão que estamos discutindo agora fosse de madeira, haveria um fluxo magnético variando no tempo (eu disse fluxo magnético!!) através da área delimitada pela espira de madeira, mas não haveria corrente elétrica mensurável na madeira, uma vez que não há movimento de elétrons livres como no caso de um metal!! Fechou ou não?? ...
Bom, mas a espira do problema é metálica e vamos analisar essa espira no caso de interesse...
Na situação , temos o ímã caindo em direção à espira e, à medida que o tempo passa e o ímã cai, mais linhas de campo vão passando através da área da espira. Isso significa que o fluxo magnético através dessa área está variando com o tempo. Portanto, vai aparecer fem induzida e, como o material da espira é condutor, aparecerá também uma corrente induzida.
Como o fluxo aumenta com o tempo em direção ao olho do observador, o observador vê uma corrente induzida no sentido horário e esta produz um campo que tende a diminuir o fluxo magnético e que está na direção do olho do observador, mas se afastando dele.
Passo 2
Na situação , há, ainda, um fluxo magnético através da espira, porém, este fluxo diminui com o tempo, já que a quantidade de linhas de campo atravessando a área da espira diminui com o tempo. Isso significa, que a taxa de variação do fluxo magnético está diminuindo com o tempo.
Por isso, neste caso, o observador vê uma corrente no sentido anti-horário, a qual produz um campo que aponta na direção e sentido do olho do observador.
Resposta
Portanto, a resposta correta é a letra a).