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Campos, movimento e indução

3ª série · Ensino Médio diurno · Espírito SantoPercurso edumaterial

O que vais aprender

  • Identificar vetores, conexões e o que está variando.
  • Fechar balanços de carga e energia e justificar o sentido da resposta.

Antes de começar

  • Ler unidades e proporções.
  • Distinguir observação de interpretação.

Da evidência à explicação

Cargas e campos precisam de magnitude e orientação. Um objeto neutro pode polarizar e ser atraído; isso não prova que já tinha carga líquida oposta. Em conjunto isolado, transferências redistribuem carga sem criar soma líquida.

A força magnética sobre carga móvel depende do ângulo entre velocidade e campo. A orientação perpendicular pode curvar o movimento sem aumentar rapidez; orientação paralela anula essa parcela. Aceleração vetorial não significa necessariamente ganho de energia cinética.

Na indução, a grandeza relevante é a mudança de fluxo através da espira. Campo constante pode produzir fluxo variável se área ou orientação mudar. A resposta de Lenz se opõe à mudança: pode resistir a aumento ou sustentar uma contribuição que diminui. Geradores convertem trabalho de entrada.

Fluxo magnético
Grandeza que considera campo, área e orientação; variação temporal pode produzir força eletromotriz.

Como investigar e decidir

  1. Identificar vetores, conexões e o que está variando.
  2. Comparar estados e taxas sem confundir campo presente e indução.
  3. Fechar balanços de carga e energia e justificar o sentido da resposta.

Um caso delimitado

Bobina de 10 espiras muda fluxo por espira em 0,02 Wb durante 0,1 s.

  1. Use módulo da mudança, não só valor final.
  2. Multiplique por 10 e divida pelo intervalo.
  3. O módulo médio da FEM é 2 V; corrente depende também do circuito.

Variação gera FEM, sem afirmar corrente em caminho aberto.

Revise a inferência

“Lenz se opõe ao campo externo em qualquer momento.”

A oposição é à mudança do fluxo, não um sentido fixo contra B.

A resposta depende de aumento ou redução.

  • Cargas e campos precisam de magnitude e orientação. Um objeto neutro pode polarizar e ser atraído; isso não prova que já tinha carga líquida oposta. Em conjunto isolado, transferências redistribuem carga sem criar soma líquida.
  • Fechar balanços de carga e energia e justificar o sentido da resposta.
Cargas positivas movem-se em direção paralela ou perpendicular ao campo B; ao lado, um ímã se aproxima de uma espira.
Compare relações e condições antes de formular a conclusão.

Verifica agora

  1. Ver a ilustração

    Caso novo: duas cargas têm força de 9 N; uma carga triplica e distância triplica. Qual novo módulo no mesmo meio? Compare com os critérios do modelo; formulações equivalentes são aceitas.

    Ver solução explicada

    Resposta: Critérios e modelo: 3 N: fator 3/9 aplicado ao inicial.

    Combinar produto de cargas e quadrado da distância.

  2. Ver a ilustração

    Uma carga passa paralela a B uniforme. O aluno prevê círculo. Revise sem negar movimento. Compare com os critérios do modelo; formulações equivalentes são aceitas.

    Ver solução explicada

    Resposta: Critérios e modelo: A parcela magnética é nula nessa orientação; não se prevê círculo por essa força.

    Ângulo condiciona o efeito.

  3. Ver a ilustração

    Uma bobina gira em B estático. Isso pode produzir FEM? Explique. Compare com os critérios do modelo; formulações equivalentes são aceitas.

    Ver solução explicada

    Resposta: Critérios e modelo: Sim, se a orientação altera fluxo; B não precisa variar em módulo.

    Fluxo inclui projeção pela área.

  4. Ver a ilustração

    Fluxo externo diminui e a resposta da bobina tem o mesmo sentido do campo anterior. Isso viola Lenz? Compare com os critérios do modelo; formulações equivalentes são aceitas.

    Ver solução explicada

    Resposta: Critérios e modelo: Não; pode resistir à redução sustentando essa contribuição.

    Distinguir oposição ao vetor e à variação.

Alinhamento curricular e fontes

Continua por este corredor

Praticar isto: Cargas, indução e força elétricaPraticar isto: Campo magnético e força sobre cargasPraticar isto: Indução e oposição à variação de fluxo