— Engenheiro, como o trem de levitação magnética atinge velocidades acima de 500 km/h sem desgaste por atrito?…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
— Engenheiro, como o trem de levitação magnética atinge velocidades acima de 500 km/h sem desgaste por atrito? — questionou a jornalista durante visita ao laboratório de testes. O engenheiro explicou que cada vagão de 30 000 kg usa trilhos supercondutores resfriados a 4 K. Ao serem percorridos por corrente de 200 A em bobinas, geram campo magnético de 1,5 T que repele os ímãs permanentes sob o trem. A força magnética resultante equilibra o peso do vagão (mg). A ausência de contato elimina o atrito mecânico, permitindo alta velocidade. Analise o texto-base e identifique qual princípio físico possibilita a levitação do trem sem contato mecânico?
- A) Força de Lenz produzida por variações de fluxo magnético
- B) Atração gravitacional entre o trem e os trilhos
- C) Efeito Hall para desviar cargas e gerar sustentação
- D) Força resultante da indução de correntes de Foucault nos trilhos
- E) Efeito Meissner de expulsão de fluxo magnético em supercondutores
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O texto diz que os trilhos supercondutores, resfriados a 4 K, sustentam o trem sem contato mecânico, e que o campo magnético de 1,5 T repele os ímãs sob o vagão. A pergunta pede o princípio físico que permite essa levitação sem atrito. Passo 2: Supercondutores, abaixo da temperatura crítica, expulsam o campo magnético do seu interior. Esse fenômeno é o efeito Meissner, que gera a força de repulsão que equilibra o peso mg do vagão. Passo 3: Por isso a alternativa E está correta. Passo 4: A alternativa A está errada porque a Lei de Lenz descreve o sentido da corrente induzida em resposta a variações de fluxo, mas não é o princípio que sustenta o trem em regime estacionário. Passo 5: A alternativa B está errada porque a atração gravitacional puxa o trem para baixo, em vez de sustentá-lo. Passo 6: A alternativa C está errada porque o efeito Hall trata do acúmulo de cargas em um condutor percorrido por corrente em campo magnético transversal, e não da sustentação de um veículo. Passo 7: A alternativa D está errada porque correntes de Foucault são induzidas em condutores que se movem em campo variável e geram frenagem ou repulsão, mas o texto atribui a levitação aos supercondutores e à expulsão de fluxo, não a correntes induzidas nos trilhos. Passo 8: O gabarito oficial E está coerente com o texto. Há uma imprecisão no enunciado, pois ele mistura trilhos supercondutores com bobinas percorridas por corrente, mas isso não muda a resposta.
💡 Dica: Relacione a supercondutividade à expulsão do campo magnético e à levitação.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a repulsão à Lei de Lenz, ideia de que o campo induzido se opõe à variação do fluxo. Ele confunde um princípio de indução com o mecanismo permanente de sustentação de um supercondutor.
O aluno pensa que a gravidade é a força que mantém o trem suspenso, porque ela age sobre o vagão de 30 000 kg. Ele ignora que a gravidade puxa o trem para baixo e que a força que equilibra o peso precisa ser de repulsão.
O aluno lembra que o campo magnético altera o movimento de cargas em um condutor e assume que o efeito Hall produz uma força vertical de sustentação. Ele confunde a deflexão transversal de cargas com a repulsão magnética entre trilhos e vagão.
O aluno sabe que correntes induzidas em condutores produzem forças magnéticas e conclui que as correntes de Foucault nos trilhos explicam a levitação. Ele não percebe que o texto atribui a sustentação ao comportamento supercondutor, e não a correntes induzidas em condutores comuns.
Por que engana: Confundir a expulsão do fluxo magnético pelos supercondutores com forças de indução, como as correntes de Foucault, ou com a força de Lenz.
O efeito Meissner faz com que o supercondutor expulse o fluxo magnético, permitindo a repulsão entre o trilho e os ímãs do trem e, assim, a levitação.
Raio-X da questão
Efeito Meissner em supercondutores
avaliacao
Campo magnético e supercondutividade · Interação entre ímãs
Revise a supercondutividade e o efeito Meissner, que expulsa o fluxo magnético do material.
Confundir a expulsão do fluxo magnético pelos supercondutores com forças de indução, como as correntes de Foucault, ou com a força de Lenz.
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