Ainda não respondida
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questão
Uma corrente de 4,0 A é mantida em uma única espira circular cujo comprimento da circunferência é 80 cm . Um campo magnético externo de 2,0 T é direcionado de modo que o ângulo entre o campo e o plano da espira seja
. Determine o módulo do torque exercido na espira pelas forças magnéticas que atuam sobre ela.
- a.
ob.
o c.
o d.
○ e.
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Uma corrente de 4,0 A é mantida em uma única espira circular cujo comprimento da circunferência é 80 cm . Um campo magnético externo de 2,0 T é direcionado de modo que o ângulo entre o campo e o plano da espira seja
ob.
o c.
o d.
○ e.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado fala sobre uma espira circular com uma corrente passando por ela e um campo magnético externo. A gente precisa calcular o torque que esse campo exerce na espira. Para isso, vamos usar conceitos de físico como corrente elétrica, campo magnético e torque em circuitos elétricos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é torque numa espira com corrente. Torque é uma força que faz a espira girar. A fórmula para calcular o torque (
) em uma espira circular é:
Onde:
-
é o número de espiras (no caso, 1) -
é a corrente elétrica -
é a área da espira -
é a intensidade do campo magnético -
é o ângulo entre o campo magnético e a normal da espira
Passo 3
Vamos identificar os valores dados no problema:
- Corrente,
- Comprimento da circunferência,
- Campo magnético,
- Ângulo,
Como temos apenas uma espira,
.
Passo 4
Precisamos encontrar a área
da espira. Sabemos que a circunferência
de um círculo é dada por:
Onde
é o raio da espira. Vamos resolver para
:
Agora, a área
de um círculo é:
Passo 5
Agora que temos todos os valores, vamos substituir na fórmula do torque:
Substituindo:
Passo 6
Vamos calcular passo a passo:
- Multiplicamos os números:
- Calculamos
:
- Multiplicamos os resultados:
Resposta
O módulo do torque exercido na espira é aproximadamente 0,14 N·m.