(UEM-PAS/2024) Considere três ímãs idênticos cujos centros estão presos aos vértices de um triângulo equilátero no plano desta prova, conforme a figura a seguir. Podemos selecionar isoladamente qual(is) desses ímãs terá(ão) liberdade para girar espacialmente em qualquer direção, porém nenhum pode transladar seu centro.
Assinale o que for correto.
01. Desconsidere o ímã 3 e suponha os ímãs 1 e 2 livres para girar. No equilíbrio, os ímãs 1 e 2 se acomodam de tal forma que seus polos sul ficarão na menor distância possível.
02. Caso apenas o ímã 1 esteja livre para girar, ele se alinhará no equilíbrio com seu polo norte orientado para o centro do triângulo.
04. Despreze a interação entre os ímãs e insira um fio condutor infinito à direita deles no plano da figura. Após manter uma corrente elétrica constante no fio, de baixo para cima, os três ímãs (quando livres para girar) atingirão o equilíbrio quando seus polos norte estiverem saindo da página.
08. Despreze a interação entre os ímãs e considere que eles estão dentro de um solenoide cujo eixo está alinhado perpendicularmente à figura. Se uma corrente elétrica constante percorrer o solenoide, os três ímãs (quando livres para girar) atingirão o equilíbrio ao se orientarem paralelamente ao eixo do solenoide.
16. Considere que os ímãs (quando livres para girar) se encontram em uma configuração espacial de equilíbrio na ausência de campo magnético externo. Essa mesma configuração de equilíbrio será mantida na presença de campo magnético externo uniforme.
RESOLUÇÃO:
01. Falso. Como polos iguais se repelem, os polos sul de cada ímã ficarão na maior distância possível entre os dois.
02. Verdadeira. Caso apenas o ímã 1 esteja livre para girar, ele se orientará no equilíbrio de forma que o polo norte do ímã seja atraído para a região do centro do triângulo, pois ali os campos magnéticos dos outros ímãs convergem.
04. Correta. Neste caso, os ímãs vão se alinhar ao campo magnético induzido pelo fio condutor na região do triângulo, com o uso da regra da mão direita, para uma corrente de baixo para cima, tem-se o campo saindo da página no centro do triângulo, então os ímãs ficarão também com os polos norte para cima.
08. Correta. Dentro de um solenoide com corrente elétrica constante, os campos magnéticos internos são paralelos ao eixo do solenoide. Portanto, os ímãs tenderão a se alinhar paralelamente a esse eixo
16. Incorreta. O campo magnético externo vai promover mudanças nas posições de equilíbrio dos ímãs, sendo que a nova situação de equilíbrio vai depender dos campos gerados por cada ímã e mais a contribuição do campo externo.
Resp.: 14 (02 + 04 + 08)
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