ENEM 2013 · Ciências da Natureza · Física
Questão 85 do ENEM 2013
Resposta: letra A. Uma barra condutora de L = 5 cm, com corrente i = 6 A, preso a uma mola de k = 5 × 10⁻² N/cm, se desloca em um campo magnético com velocidade média de 5 m/s e atinge a catraca em 6 ms; pede-se o campo B.
Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6 A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5 cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 × 10⁻² N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição de equilíbrio a uma velocidade média de 5 m/s e atingirá a catraca em 6 milissegundos, abrindo a porta.
A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de
- A5 × 10⁻¹ T.Resposta correta
- B5 × 10⁻² T.
- C5 × 10¹ T.
- D2 × 10⁻² T.
- E2 × 10⁰ T.
Como resolver a questão 85 passo a passo?
O conceito que resolve
A força magnética sobre um condutor reto é F = B i L. Para vencer a mola até a catraca, ela deve igualar a força elástica F = k x. O deslocamento é x = v · t.
Como chegar na resposta
- Deslocamento: x = 5 m/s × 6 × 10⁻³ s = 3 × 10⁻² m (3 cm).
- Constante da mola: 5 × 10⁻² N/cm = 5 N/m. Força elástica: 5 × 3 × 10⁻² = 0,15 N.
- Força magnética: F = B · 6 · 0,05 = 0,30 B.
- Igualando: 0,30 B = 0,15, logo B = 0,5 T = 5 × 10⁻¹ T.
Por que cada alternativa
- ACorreta: B = 0,15 ÷ 0,30 = 0,5 T = 5 × 10⁻¹ T.
- B5 × 10⁻² T resulta de errar a conversão entre cm e m por um fator 10.
- C5 × 10¹ T vem de usar unidades inconsistentes (cm em vez de m na força).
- D2 × 10⁻² T não decorre do deslocamento de 3 cm nem da constante dada.
- E2 × 10⁰ T não corresponde à igualdade entre as forças magnética e elástica.
Onde essa questão derruba a maioria
A constante da mola vem em N/cm e o comprimento em cm: é preciso converter tudo para o SI (N/m e m) antes de igualar as forças.
O que estudar se você errou
Revise força magnética sobre condutor (F = B i L), lei de Hooke e conversão de unidades.
Mais questões de Física
- ENEM 2025 · questão 91Nesse contexto, o processo de transferência de calor para as mariposas que independe da presença de fluidos é…
- ENEM 2025 · questão 124A altura máxima, em metro, de empilhamento do produto que essa laje é capaz de suportar é
- ENEM 2024 · questão 117Durante a aproximação, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequências fᵣ e f…
- ENEM 2024 · questão 129Que explicação física justifica esse procedimento?
- ENEM 2023 · questão 100A escolha que corresponde à combinação correta é
- ENEM 2023 · questão 108O fogão por indução funciona a partir do surgimento de uma corrente elétrica induzida no fundo da panela, com…