QUESTÃO 85 - ENEM 2013

ENEM 2013  QUESTÃO 85

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Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 x 10−2N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta.

(Foto: Reprodução)

A intensidade do campo magnético, para que o dispostivo funcione corretamente, é de

1. A

    
   5 x 10−1T.
2. B

    
   5 x 10−2T.
3. C

    
   5 x 101T.
4. D

    
   2 x 10−2T.
5. E

    
   2 x 100T.

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resolução

A direção e sentido da força magnética (Fmag) que atua na barra são determinados pela regra da mão direita e conclui-se que é na horizontal da direita para a esquerda. Seu módulo é calculado pelo produto do campo magnético (B), intensidade de corrente elétrica (i) e comprimento da barra (L) com suas unidades de medida no SI, assim Fmag = BiL = B x 6 x 5 x 10−2=30 x 10−2 x B. 

Esta força deve ser igual à força elástica (Fel) no momento de acionamento da catraca, quando a força resultante deve ser igual a zero. A deformação da mola (x) nesse instante é igual à medida do segmento OC, cujo valor pode ser encontrado pelo produto da velocidade média da barra pelo tempo para que ela atinja a catraca. 

Assim, OC = Vm x ∆t = 6 x 5 x 10−3 = 3 x 10−2 m = 3 cm. Como Fel = Kx, Fel = 5 x 10−2 x 3 = 15 x 10−2 N. Como Fmag= Fel; 30 x 10−2 x B = 15 x 10−2; B = 5 x 10−1T.

RESPOSTA CORRETA:

A

 

5 x 10−1T.

http://educacao.globo.com/provas/enem-2013/questoes/85.html

http://guiadoestudante.abril.com.br/vestibular-enem/enem-2013-correcao-questao-85-ciencias-natureza-758396.shtml