Questão 95 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender o comportamento do campo magnético gerado por um fio retilíneo percorrido por corrente elétrica. Esse é o princípio clássico descoberto por Hans C. Oersted, que relacionou a eletricidade ao magnetismo.

O campo magnético em um fio retilíneo

Quando uma corrente elétrica $i$ percorre um fio condutor reto, ela cria ao seu redor um campo magnético cujas linhas de indução são circulares e concêntricas ao fio. Para descobrir o sentido de rotação dessas linhas, usamos uma ferramenta muito prática: a Regra da Mão Direita Envolvente.

A regra funciona assim:

1. Aponte o polegar da mão direita no mesmo sentido da corrente elétrica $i$.
2. Dobre os outros quatro dedos como se fosse "abraçar" o fio.
3. O sentido em que os dedos giram indica o sentido das linhas do campo magnético.

Aplicando a regra ao problema

O enunciado indica que a corrente $i$ é constante e tem sentido para cima.

Posicionando a mão direita com o polegar apontado para cima e fechando os dedos, percebemos que eles giram no sentido anti-horário quando o plano é observado de cima para baixo. Ou seja, o "redemoinho" magnético em torno do fio gira no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio.

O comportamento das bússolas

Uma bússola funciona como um pequeno ímã que se alinha ao campo magnético local: sua agulha se orienta tangencialmente às linhas de campo. Considerando que a parte escura da agulha represente o polo norte, essa extremidade apontará no mesmo sentido das linhas de campo naquele ponto.

Como os pontos estão igualmente distantes do fio e dispostos em torno dele, as agulhas das três bússolas devem formar uma circulação contínua no sentido anti-horário, acompanhando as linhas de campo. O ponto-chave é que essa circulação seja fechada e coerente: cada agulha aponta tangente à circunferência, e não para o centro nem de forma desordenada.

Analisando as alternativas

• Alternativa A: apresenta a circulação no sentido horário, o que corresponderia a uma corrente descendo, e não subindo. Incorreta.
• Alternativas B e C: mostram agulhas sem um padrão de circulação contínuo; as linhas de um campo magnético de fio retilíneo são fechadas e concêntricas, não se apresentam de forma desordenada. Incorretas.
• Alternativa E: mostra as agulhas apontando radialmente para o fio; esse padrão radial é típico de campo elétrico de carga pontual, não de campo magnético de corrente. Incorreta.
• Alternativa D: apresenta a circulação contínua no sentido anti-horário, coerente com a corrente para cima e a Regra da Mão Direita. Correta.

Portanto, a configuração correta das bússolas é a da alternativa D.