Uma barra retilínea de cobre de comprimento
está posicionada horizontalmente e conduz uma corrente de 50 A circulando da esquerda para a direita. Considerando que nessa região existe um campo magnético cujo módulo é igual a 1,2 T e está orientado para cima, porém formando um ângulo de
a horizontal: (8 pontos)
a- Calcule o módulo da força magnética que atua sobre a barra 5 pontos
b- Determine a direção e sentido da força magnética que atua sobre a barra 3 pontos
a- Calcule o módulo da força magnética que atua sobre a barra 5 pontos
b- Determine a direção e sentido da força magnética que atua sobre a barra 3 pontos
Passo 1
O enunciado descreve uma barra de cobre de comprimento
pela qual passa uma corrente
da esquerda para a direita. Na região existe um campo magnético de módulo
que está inclinado de
em relação ao plano horizontal (isto é, ele “aponta para cima” com esse ângulo). O conteúdo é a força de Laplace sobre um condutor retilíneo, dada por
e precisaremos:
- determinar o ângulo entre
(direção da corrente) e ; - usar
; - aplicar a regra da mão direita para achar direção e sentido.
Passo 2
Como a barra (e portanto
) é horizontal e o campo faz
acima do horizontal, o ângulo entre
e
é
. Alternativamente, note que só a componente de
perpendicular ao fio gera força, e essa componente é
Passo 3
O módulo da força é
Passo 4
Para a direção e sentido usamos a regra da mão direita: o dedo indicador aponta para a corrente (da esquerda para a direita), o dedo médio aponta na direção do campo magnético (para cima, componente relevante), e o polegar mostra o sentido de
. Isso indica que a força sai perpendicular ao plano que contém a barra e o vetor campo, ou seja, aponta para dentro da página.
Resposta
Módulo da força:
Direção e sentido: horizontal, perpendicular à barra, apontando para dentro da página.
Direção e sentido: horizontal, perpendicular à barra, apontando para dentro da página.