1. Determine o fluxo magnético, em Wb , sobre uma espira quadrada com lado de 20 cm sob influência de um campo magnético perpendicular à reta normal ao plano dessa espira e de módulo 100 T .
    a) 0 ;
    b) 5 ;
    c) 5,5 ;
    d) 10 ;
    e) 15

Passo 1

O enunciado pede para determinar o fluxo magnético sobre uma espira quadrada. Informações dadas:
  • lado da espira: 20\\ \text{cm};
  • campo magnético de módulo 100\\ \text{T};
  • o campo é perpendicular à reta normal ao plano da espira (ou seja, o campo é perpendicular ao vetor normal);
  • pergunta: calcular o fluxo magnético \Phi em \text{Wb}.
    As alternativas fornecidas são: (a) 0 ; (b) 5 ; (c) 5,5 ; (d) 10 ; (e) 15.

Passo 2

Fórmula que vamos usar (explicando cada símbolo):
\Phi=\vec{B}\cdot\vec{A}=BA\cos\theta.
  • \vec{B} é o vetor campo magnético (magnitude B em tesla, direção dada);
  • \vec{A} é o vetor área: sua magnitude é a área A da superfície e sua direção é a normal ao plano da espira (por convenção);
  • \theta é o ângulo entre \vec{B} e a normal \vec{A};
  • \Phi (fluxo magnético) tem unidade \text{T}\cdot\text{m}^2, que é igual a \text{Wb} (weber).
    Breve interpretação: o fluxo mede quantas linhas de campo “atravessam” a superfície; se o campo for paralelo ao plano (ou seja, perpendicular à normal) então não atravessa a superfície e o fluxo tende a zero.

Passo 3

Interpretando a condição geométrica: “campo magnético perpendicular à reta normal ao plano” significa que o campo forma ângulo de 90^\circ com a normal. Logo:
\theta=90^\circ\quad\Rightarrow\quad\cos\theta=\cos 90^\circ=0.

Passo 4

Calcular a área da espira (conversão de unidades detalhada):
\text{lado} = 20\\ \text{cm} = 0,2\\ \text{m}.
A = (\text{lado})^2 = (0,2\\ \text{m})^2 = 0,04\\ \text{m}^2.

Passo 5

Substituir na fórmula do fluxo:
\Phi = B A \cos\theta = (100\\ \text{T})\cdot(0,04\\ \text{m}^2)\cdot\cos 90^\circ.
Como \cos 90^\circ=0, temos
\Phi = 100\cdot 0,04\cdot 0 = 0\\ \text{Wb}.

Passo 6

Interpretação física e dica para a prova: o campo, estando paralelo ao plano da espira, não atravessa a superfície limitada pela espira, portanto o fluxo é nulo. Dica prática: sempre identifique corretamente o ângulo entre \vec{B} e a normal ao plano — muitos erros vêm daí.

Resposta

a) 0\\ \text{Wb}

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