Considere as seguintes afirmações: (I) a força magnética sobre uma partícula nunca realiza trabalho; (II) o fluxo do campo magnético através de uma superfície fechada é igual à corrente no seu interior, e (III) a lei de Faraday só se aplica para correntes estacionárias. Assinale a opção que indica as afirmações verdadeiras.
(a) Apenas I.
(b) Apenas II.
© Apenas III.
(d) Apenas I e II.
(e) Apenas I e III.
(f) Apenas II e III.
(g) Todas.
(h) Nenhuma.
(a) Apenas I.
(b) Apenas II.
© Apenas III.
(d) Apenas I e II.
(e) Apenas I e III.
(f) Apenas II e III.
(g) Todas.
(h) Nenhuma.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício apresenta três afirmações sobre forças magnéticas, fluxos de campo magnético e a lei de Faraday. Nosso objetivo é identificar quais dessas afirmações são verdadeiras. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos básicos de eletromagnetismo, como força magnética, fluxo magnético e a lei de Faraday.
Passo 2
Vamos começar analisando a Afirmação I: “A força magnética sobre uma partícula nunca realiza trabalho.”
A força magnética é dada por:
Onde:
-
é a carga da partícula, -
é a velocidade da partícula, -
é o campo magnético.
Como o produto vetorial
resulta em uma força sempre perpendicular à direção do movimento (
), o trabalho realizado pela força magnética (
) será sempre zero, já que o ângulo entre
e
é 90 graus e
.
Então, a Afirmação I é verdadeira.
Passo 3
Agora, vamos para a Afirmação II: “O fluxo do campo magnético através de uma superfície fechada é igual à corrente no seu interior.”
Isso está relacionado à Lei de Gauss para o magnetismo, que afirma que:
Isso significa que o fluxo magnético total através de uma superfície fechada é sempre zero, pois não existem “monopólos magnéticos”. A afirmação mencionada equaciona o fluxo magnético com a corrente interna, o que na verdade se relaciona com a Lei de Ampère, não com o fluxo magnético total.
Portanto, a Afirmação II é falsa.
Passo 4
Vamos analisar a Afirmação III: “A lei de Faraday só se aplica para correntes estacionárias.”
A Lei de Faraday da Indução diz que uma variação no fluxo magnético através de um circuito induz uma força eletromotriz (fem) nesse circuito. Matematicamente:
Onde:
-
é a força eletromotriz, -
é o fluxo magnético.
Essa lei é válida tanto para correntes estacionárias quanto para correntes variáveis. Ou seja, ela não se restringe apenas a correntes estacionárias.
Assim, a Afirmação III é falsa.
Resposta
Apenas a Afirmação I é verdadeira. Portanto, a opção correta é a (a) Apenas I.