Questão 85 — ENEM 2013Caderno azul · 1º Dia

📋 Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletromagnetismo (força magnética e força elástica)
• ⚡ Nível: Muito difícil — igualar as duas forças e converter as unidades.
• 🎯 Tema/Habilidade: A intensidade do campo magnético no dispositivo.
• 🏆 Gabarito: A — revelado após a resolução completa

🔎 Passo 1 — O que a questão pede

• Comando: a intensidade do campo magnético para o dispositivo funcionar.
• Estrutura da questão: a barra é empurrada pela força magnética contra a mola, e o deslocamento sai da velocidade e do tempo.
• Armadilha antecipada: não converter as unidades. A constante da mola está em N/cm e o comprimento da barra em centímetros.

📚 Passo 2 — O conceito em jogo

Força sobre um condutor em campo magnético: F = B · i · L, com o campo perpendicular à corrente.

Força elástica da mola: F = k · x, pela lei de Hooke.

No SI, a constante da mola precisa estar em N/m e o comprimento em metros: 5 × 10⁻² N/cm equivalem a 5 N/m, e 5 cm equivalem a 0,05 m.

🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta

Deslocamento: x = v · t = 5 m/s × 6 × 10⁻³ s = 0,03 m.

Força elástica: F = k · x. Com k = 5 × 10⁻² N/cm e x = 3 cm, obtém-se F = 0,15 N.

Igualando à força magnética: B = F ÷ (i · L) = 0,15 ÷ (6 × 0,05) = 0,5 T, ou 5 × 10⁻¹ T — alternativa A.

🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas

• A) ✓ Correta. É o resultado de igualar F = k·x a F = B·i·L, com todas as grandezas convertidas ao SI.
• B) ✗ Incorreta. 5 × 10⁻² T está uma ordem de grandeza abaixo do valor obtido.
• C) ✗ Incorreta. 5 × 10¹ T é campo de intensidade muito superior à necessária no dispositivo.
• D) ✗ Incorreta. 2 × 10⁻² T resultaria de erro na conversão da constante elástica.
• E) ✗ Incorreta. 2 × 10⁰ T corresponde a quatro vezes o valor correto.

🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão

Converta tudo ao SI antes de igualar as forças. N/cm e cm no meio da conta são a armadilha.