[1] Um fio de ouro rígido, horizontal, de massa
e comprimento
, resistividade
e seção reta com área
está ligado por cabinhos finos, flexíveis de massa desprezível, a uma fonte de fem
. Um campo magnético de modulo
tem a direção horizontal e é perpendicular ao fio.
a) Calcule/obtenha/demonstre uma expressão para a fem
necessária que irá gerar um corrente tal que o fio flutue no campo magnético, isto é, a fem que fará a força magnética equilibrar o peso do fio.
b) Obtenha o valor numérico para essa fem utilizando os dados acima.
a) Calcule/obtenha/demonstre uma expressão para a fem
b) Obtenha o valor numérico para essa fem utilizando os dados acima.
Passo 1
O fio de ouro de massa
e comprimento
está imerso em um campo magnético uniforme de módulo
, perpendicular ao fio. Ao passar uma corrente
, a força magnética de módulo
pode equilibrar o peso
. Para manter o fio “flutuando”, precisamos de
Além disso, a resistência elétrica do fio é
onde
é a resistividade e
a área da seção reta. Usaremos a lei de Ohm
.
Passo 2
Da condição de equilíbrio
isola-se a corrente:
Passo 3
Aplicando Ohm
e substituindo
e
, obtemos
Passo 4
Substituindo
,
,
,
e
:
Resposta
(a)
(b)
(b)