Um parafuso muito pequeno, feito de metal, caiu num solo empoeirado e você não conseguiu mais encontrá-lo. Você dispunha de uma pilha, um pedaço de fio e um prego. Dispondo destes três objetos, você construiu um dispositivo que, ao passar pelo solo, capturou o parafuso. Este dispositivo foi assim montado:
a) Amarrou-se em uma das extremidades do fio, o prego e, na outra, a pilha, criando-se um eletroímã que atraiu o parafuso.
b) Ligou-se a pilha nas extremidades do prego e, pendurando o prego pelo fio, atraiu-se o parafuso.
c) Enrolou-se o fio no prego e ligou-se a pilha nas extremidades do fio, formando um eletroímã que, ao passar pelo solo, atraiu o parafuso.
d) Enrolou-se o fio na pilha e, empurrando a pilha com o prego sobre o solo, atraiu-se o parafuso.
a) Amarrou-se em uma das extremidades do fio, o prego e, na outra, a pilha, criando-se um eletroímã que atraiu o parafuso.
b) Ligou-se a pilha nas extremidades do prego e, pendurando o prego pelo fio, atraiu-se o parafuso.
c) Enrolou-se o fio no prego e ligou-se a pilha nas extremidades do fio, formando um eletroímã que, ao passar pelo solo, atraiu o parafuso.
d) Enrolou-se o fio na pilha e, empurrando a pilha com o prego sobre o solo, atraiu-se o parafuso.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que você tinha só três tralhas – uma pilha, um fio e um prego – e quer usar isso pra “pescar” um parafuso de metal no chão empoeirado. As opções (a), (b), © e (d) mostram jeitos diferentes de montar o lance, e a gente tem que descobrir qual realmente forma um eletroímã que atraia o parafuso.
Conteúdo envolvido: eletromagnetismo básico (como um eletroímã funciona). Vamos precisar entender como gerar um campo magnético forte usando corrente elétrica, um núcleo de ferro (o prego) e enrolamentos de fio.
Conteúdo envolvido: eletromagnetismo básico (como um eletroímã funciona). Vamos precisar entender como gerar um campo magnético forte usando corrente elétrica, um núcleo de ferro (o prego) e enrolamentos de fio.
Passo 2
Teoria do eletroímã passo a passo:
- Quando passa corrente elétrica num fio enrolado em volta de um pedaço de ferro, o ferro fica magnetizado (vira um eletroímã).
- Quanto mais voltas de fio (N) e maior a corrente (I), maior o campo magnético gerado. Num solenoide ideal, dá pra mostrar que
onde
é o campo magnético,
e
são permeabilidades do vácuo e do ferro,
o comprimento do “tubo” de enrolamento. O que importa é: sem enrolar o fio, não rola o campo forte o suficiente.
Passo 3
Analisando a alternativa (a):
“Amarrou-se em uma das extremidades do fio o prego e, na outra, a pilha, criando-se um eletroímã…”
– Aqui não há enrolamento de fio no prego: só pendurar o prego de um lado e a pilha do outro. Não forma bobina, então não gera um campo magnético concentrado. Errado.
“Amarrou-se em uma das extremidades do fio o prego e, na outra, a pilha, criando-se um eletroímã…”
– Aqui não há enrolamento de fio no prego: só pendurar o prego de um lado e a pilha do outro. Não forma bobina, então não gera um campo magnético concentrado. Errado.
Passo 4
Analisando a alternativa (b):
“Ligou-se a pilha nas extremidades do prego e, pendurando o prego pelo fio, atraiu-se o parafuso.”
– Mesmo se você ligar a pilha diretamente no prego, ele fica com corrente, mas sem enrolar o fio não cria aquele campo intenso e “direcional” de um eletroímã. Além disso correntes diretas no prego só dão pouco aquecimento, não atração efetiva. Errado.
“Ligou-se a pilha nas extremidades do prego e, pendurando o prego pelo fio, atraiu-se o parafuso.”
– Mesmo se você ligar a pilha diretamente no prego, ele fica com corrente, mas sem enrolar o fio não cria aquele campo intenso e “direcional” de um eletroímã. Além disso correntes diretas no prego só dão pouco aquecimento, não atração efetiva. Errado.
Passo 5
Analisando a alternativa (d):
“Enrolou-se o fio na pilha e, empurrando a pilha com o prego sobre o solo, atraiu-se o parafuso.”
– Enrolar fio na pilha não serve como núcleo: a pilha não é um material ferromagnético e, além disso, não faz aquele núcleo magnético do jeito certo. Errado também.
“Enrolou-se o fio na pilha e, empurrando a pilha com o prego sobre o solo, atraiu-se o parafuso.”
– Enrolar fio na pilha não serve como núcleo: a pilha não é um material ferromagnético e, além disso, não faz aquele núcleo magnético do jeito certo. Errado também.
Passo 6
Analisando a alternativa ©:
“Enrolou-se o fio no prego e ligou-se a pilha nas extremidades do fio, formando um eletroímã que, ao passar pelo solo, atraiu o parafuso.”
– Exatamente o esquema de bobina + núcleo de ferro + pilha. O fio enrolado no prego cria várias espiras, a corrente da pilha gera um campo forte em volta do prego, que vira um imã temporário e puxa o parafuso. É isso!
“Enrolou-se o fio no prego e ligou-se a pilha nas extremidades do fio, formando um eletroímã que, ao passar pelo solo, atraiu o parafuso.”
– Exatamente o esquema de bobina + núcleo de ferro + pilha. O fio enrolado no prego cria várias espiras, a corrente da pilha gera um campo forte em volta do prego, que vira um imã temporário e puxa o parafuso. É isso!
Resposta
c