Considere uma espira colocada no plano z = 0 . Em um dado instante, uma pessoa coloca um ímã no eixo de simetria da espira (inicialmente acima da espira) e o aproxima dela, conforme ilustra a figura abaixo. Ela então observa o surgimento de uma corrente induzida no sentido anti-horário. O polo a corresponde a qual polo ímã, norte ou sul? A força magnética que surge entre o ímã e a espira é atrativa ou repulsiva? (Utilize a convenção de que o polo norte é o polo do qual saem as linhas de campo magnético).

(a) Norte, repulsiva.

(b) Norte, atrativa.

(c) Sul, repulsiva.

(d) Sul, atrativa.

Passo 1

Pela lei de Lenz, a variação do fluxo magnético na espira irá induzir nesta espira uma corrente que, por sua vez, cria um campo que tenta anular essa variação de fluxo.

Como a corrente induzida na espira está no sentido anti-horário, usando a regra da mão direita, vemos que o campo magnético induzido aponta no sentido contrário ao movimento do imã, ou seja, no sentido + z ^ .

Então vamos trabalhar com duas possibilidades: a primeira é de que o polo a é o sul, e a segunda é a de que o polo a é o norte.

A possibilidade que nos der o campo magnético induzido apontando no sentido + z ^ será a correta.

Passo 2

  • Polo a como polo sul:
  • Nesse caso, as linhas de campo magnético estão entrando no imã, logo, no sentido + z ^ .

    Logo, surgirá um campo magnético induzido no sentido contrário ao campo magnético gerado pelo imã. Assim, o campo magnético induzido, neste caso, estará no sentido - z ^ . Portanto, pela regra da mão direita, a corrente deveria estar no sentido horário. Dessa forma, essa hipótese está INCORRETA.

  • Polo a como polo norte:

Agora, as linhas de campo magnético estão saindo no imã, logo, no sentido - z ^ .

Assim como anteriormente, surgirá um campo magnético induzido no sentido contrário ao campo magnético gerado pelo imã. Assim, o campo magnético induzido, neste caso, estará no sentido + z ^ . Portanto, pela regra da mão direita, a corrente deveria estar no sentido anti-horário. Dessa forma, essa hipótese está CORRETA.

Finalmente, o segundo caso bate com o que está acontecendo. Assim, polo a é o polo norte.

Passo 3

Como o campo magnético no imã tem sentido oposto ao campo magnético induzido na espira, haverá uma força de repulsão entre os dois.

Resposta

(a) Norte, repulsiva.

Exercícios de Livros Relacionados

17- Use a lei de Lenz para determinar o sentido da corrente induzida q
20- Uma barra metálica com 1.50   m de comprimento é puxada para
15- Um anel circular está em uma região do espaço onde existe um campo
18- Um tubo de papelão é circundado por dois enrolamentos feitos com d